Le osservazioni cosmologiche e astrofisiche basate sulle interazioni gravitazionali indicano che la materia descritta dal Modello Standard della fisica delle particelle costituisce solo una piccola frazione dell'intero universo conosciuto. Queste osservazioni deducono l'esistenza della materia oscura, quale, se composto da particelle, dovrebbe essere al di là del Modello Standard.

Sebbene l'esistenza della materia oscura sia ben stabilita, la sua natura e le sue proprietà sono tra i più grandi enigmi irrisolti della fisica fondamentale. Ottimi candidati per le particelle di materia oscura sono le particelle massive debolmente interagenti (WIMP). Queste particelle "invisibili" non possono essere rilevate direttamente da esperimenti di collisione come l'esperimento ATLAS.

Al Large Hadron Collider (LHC), la maggior parte delle collisioni di protoni produce spruzzi di particelle energetiche che si aggregano in cosiddetti "getti". La conservazione del momento richiede che se le particelle vengono ricostruite in una parte del rivelatore, devono esserci particelle rinculo nella direzione opposta. Però, se vengono prodotti WIMP, non lasceranno traccia nel rilevatore, causando uno squilibrio di slancio chiamato "momento trasversale mancante" (E _T ^Perdere ). Però, una coppia di WIMP può essere prodotta insieme a un quark o gluone che viene irradiato da un partone in entrata (un generico costituente del protone), producendo un jet che consente ai ricercatori di etichettare questi eventi.

I getti+E _T ^Perdere la ricerca esamina gli stati finali in cui viene prodotto un getto altamente energetico in associazione con grandi E _T ^Perdere . Molte teorie al di là delle teorie del Modello Standard possono essere sondate cercando un eccesso di eventi con un grande momento trasversale mancante rispetto alle aspettative del Modello Standard. Tra queste teorie, la supersimmetria e le teorie sulle grandi dimensioni extra spaziali (LED) prevedono particelle aggiuntive che sono invisibili agli esperimenti di collisione. Queste teorie potrebbero fornire un'elegante spiegazione a diverse anomalie ancora irrisolte nel Modello Standard.

La combinazione di tecniche basate sui dati e calcoli teorici ad alta precisione ha permesso ad ATLAS di prevedere i principali processi in background del Modello Standard con grande precisione. La forma della E _T ^Perdere spettro viene utilizzato per aumentare il potenziale di scoperta dell'analisi e aumentare il potere di discriminazione tra segnali e sfondo.

La figura mostra lo spettro del momento trasversale mancante rispetto alla misurazione con l'aspettativa del modello standard. Poiché non si osserva un eccesso significativo, il livello di concordanza tra i dati e la previsione si traduce in limiti su parametri sconosciuti della materia oscura, supersimmetria e modelli LED.

Nello scenario WIMP, le ultime analisi che utilizzano i dati raccolti nel 2015 e 2016 in uno specifico modello di interazione escludono masse di materia oscura fino a 440 GeV e mediatori di interazione fino a 1,55 TeV. Sotto il modello considerato, questi rappresentano risultati competitivi se confrontati con altri esperimenti che utilizzano diversi approcci di rilevamento.

Nei due anni successivi, l'LHC mira ad aumentare i dati disponibili di un fattore tre. Questa sarà un'opportunità unica per ATLAS di indagare sulla frontiera energetica, e i getti+E _T ^Perdere Il canale ha il potenziale per rivedere profondamente la nostra comprensione dell'universo.