Onderzoekers van de Universiteit van Lund in Zweden, onder andere, hebben een effectievere techniek ontwikkeld in het zoeken naar aanwijzingen over donkere materie in het heelal. Ze kunnen nu veel grotere hoeveelheden gegevens analyseren die bij CERN worden gegenereerd.

In de onderzoeksfaciliteit van CERN, er is een lange reeks experimenten aan de gang met protonen die met bijna de lichtsnelheid in de LHC-versneller botsen. De hoeveelheid data neemt voortdurend toe, naarmate de capaciteit van het gaspedaal toeneemt. Echter, het is moeilijker om de enorme hoeveelheden gegevens die worden geproduceerd te verwerken en op te slaan. Daarom wordt continu geëvalueerd welke gegevens de onderzoekers nader zouden moeten onderzoeken.

"Als we niet oppassen, we kunnen uiteindelijk gegevens weggooien die aanwijzingen bevatten voor volledig nieuwe deeltjes waarvan we ons nog niet bewust zijn, zoals deeltjes die donkere materie vormen, " legt Caterina Doglioni uit, een deeltjesfysicus aan de Universiteit van Lund en een lid van het ATLAS-experiment bij CERN.

Zij is een van de onderzoekers achter een recent onderzoek gericht op het beter benutten van de enorme hoeveelheden data van CERN. In plaats van alle informatie uit het experiment op te nemen en deze op een later tijdstip te analyseren, een groot deel van de data-analyse wordt in korte tijd gedaan, zodat een veel kleiner deel van de gebeurtenis behouden blijft. Deze techniek, die ook door andere LHC-experimenten is gebruikt, stelt onderzoekers in staat om veel meer gebeurtenissen vast te leggen en op te slaan die sporen van nieuwe deeltjes kunnen bevatten.

De hoop is om sporen te vinden van tot nu toe onbekende deeltjes die dragers kunnen zijn van krachten die een verband kunnen leggen tussen zichtbare en donkere materie, volgens Doglioni. "Deze nieuwe deeltjes, die we 'bemiddelaardeeltjes' noemen, kunnen uiteenvallen in extreem kortlevende paren quarks, dat wil zeggen de eigenlijke bouwstenen van de protonen en neutronen in atomen. Wanneer quarks uiteenvallen, er ontstaat een soort deeltjesregen die we daadwerkelijk kunnen detecteren met onze instrumenten, ' zegt Caterina Doglioni.

De onderzoeksgemeenschap heeft lang gezocht naar antwoorden over de ongrijpbare donkere materie die een groot deel van ons universum vormt. Slechts 5 procent van het heelal is materie die we momenteel kunnen waarnemen en meten. De overige 95 procent is onontgonnen en wordt donkere materie en donkere energie genoemd.

Onder andere, deze veronderstelling is gebaseerd op het feit dat sterrenstelsels roteren alsof er aanzienlijk meer materie is dan we kunnen zien. Naar verluidt maakt donkere materie 27 procent van het heelal uit, terwijl 68 procent donkere energie is - beschouwd als de oorzaak van het constant versnellen van het universum in zijn voortdurende expansie. Onderzoekers hebben 31 oktober uitgeroepen tot "Dark Matter Day, " een dag met veel evenementen gewijd aan donkere materie over de hele wereld.

"We weten dat donkere materie bestaat. Normaal gesproken het gaat door onze meetinstrumenten, maar kan niet worden geregistreerd, maar in het geval van ons onderzoek hoopten we de producten van deeltjes te zien die ermee verbonden zijn, ' zegt Caterina Doglioni.

Ze durft niet te voorspellen hoe lang het zal duren voordat er een doorbraak is in de zoektocht naar donkere materie. In de tussentijd, Doglioni merkt op dat onderzoeksinitiatieven gaandeweg neveneffecten opleveren. Kennis over hoe deze enorme hoeveelheden gegevens moeten worden verwerkt, is ook waardevol buiten de onderzoeksgemeenschap, en heeft geleid tot de lancering van verschillende samenwerkingen met de industrie.