Materia oscura, che si pensa rappresenti quasi un quarto della materia nell'universo (ma deve ancora essere osservato), ha lasciato perplessi i fisici per decenni. Sono costantemente alla ricerca di qualcosa di sorprendente da mostrare negli esperimenti:risultati che si discostano dal modello standard che definisce la fisica elementare.

Non c'è da meravigliarsi se la comunità scientifica era in fermento quando un esperimento al CERN, noto come ATLANTE, ha rilevato una leggera deviazione in un esperimento nel luglio 2018. I ricercatori pensavano di aver finalmente scoperto prove di una nuova fisica, che potrebbe essere un segno di particelle di materia oscura. Ma un recente miglioramento della misurazione da parte della collaborazione CMS ha prodotto risultati che sono quasi coerenti con le aspettative del modello standard. I risultati sono stati pubblicati nel numero di gennaio del Corriere del CERN .

"Volevamo produrre un risultato più accurato di quello che aveva ATLAS, quindi abbiamo migliorato il modo in cui ricostruiamo le quantità utilizzando un algoritmo di correzione migliore, e i nostri risultati indicano che potrebbe non esserci stata effettivamente una deviazione lì, " ha detto Andreas Jung, un assistente professore di fisica e astronomia alla Purdue University. "Questo non significa che non stia succedendo niente di interessante qui, significa solo che non abbiamo i dati per dimostrarlo in questo momento."

Il modello standard spiega come interagiscono gli elementi costitutivi di base della materia. Spiega le reazioni chimiche, decadimenti radioattivi, elettrodinamica e altro, ma non la gravità o la materia oscura. È la migliore descrizione del mondo subatomico, ma non racconta tutta la storia.

È ciò che deve ancora essere incluso nel modello standard, o qualcosa che potrebbe contraddirlo, che i fisici stanno cercando. Utilizzano principalmente acceleratori di particelle, scherzosamente chiamato "frantumatore di atomi" da alcuni, in questi esperimenti.

Il Compact Muon Solenoid (CMS) è uno dei quattro rivelatori dell'acceleratore di particelle più grande e potente del mondo, il Large Hadron Collider. Il collisore utilizza campi elettromagnetici per spingere le particelle cariche a velocità relativistiche e alte energie, li contiene in travi e li manda a sbattere l'uno contro l'altro. Il processo rimane abbastanza stabile durante tutto il processo di raccolta dati CMS, ma il modo in cui le informazioni provenienti dal rilevatore vengono analizzate ed elaborate viene costantemente modificato.

"Il rilevatore ha dei buchi, inefficienze e mancate coperture. Tutto questo va tenuto in conto, e il processo per questo è chiamato sviluppo dei dati o correzione dei dati, " ha detto Jung. "Abbiamo sviluppato un miglioramento di questo metodo di sviluppo che fornisce un risultato meno sensibile al modello di input".

Man mano che i metodi di interpretazione dei dati migliorano, il collisore stesso si sta prendendo una pausa dagli esperimenti per i lavori di ristrutturazione. Mentre i fisici, ingegneri e tecnici lavorano per rendere la macchina più forte ed efficiente, gli scienziati esamineranno l'incredibile quantità di dati intatti raccolti finora. Nonostante non abbia riscontrato forti deviazioni dal modello standard come lo conosciamo, Jung rimane fiducioso.

"Alcuni credono che ci sia un mediatore che parla con le particelle di materia oscura. Se è così, e si accoppia con l'Higgs, potremmo essere in grado di vederlo nella fisica dei quark top, " ha detto. "Abbiamo esaminato solo una frazione dei dati che abbiamo raccolto finora. Potrebbe esserci ancora qualcosa lì".

Matteo Jones, professore associato di fisica e astronomia a Purdue, è anche membro della Collaborazione CMS, che riunisce membri della comunità della fisica delle particelle di tutto il mondo in una ricerca per far progredire la conoscenza dell'umanità delle leggi fondamentali del nostro Universo. CMS ha oltre 4, 000 fisici delle particelle, ingegneri, scienziati informatici, tecnici e studenti di circa 200 istituti e università di oltre 40 paesi.