De Large Hadron Collider (LHC) wordt momenteel stilgelegd voor een grootschalig upgradeprogramma van twee jaar. Echter, LHC-onderzoekers zijn bezig met het analyseren van de grote dataset die ze hebben verzameld tijdens de tweede run van de machine (Run 2), die plaatsvond tussen 2015 en 2018. De ATLAS-samenwerking bij CERN heeft nu haar allereerste resultaat op basis van deze dataset vrijgegeven. Het resultaat stelt grenzen aan de zogenaamde grote verenigde theorieën, die belangrijke lacunes in het standaardmodel van de deeltjesfysica zou kunnen opvullen.

"Het is verbazingwekkend om te zien hoe snel de ATLAS-analyseteams de grote nieuwe dataset van 2018 hebben verwerkt in één homogene analyse van de volledige Run 2-gegevens. Dit resultaat is gebaseerd op de uitstekende en stabiele prestaties van de ATLAS-detector en de volledige gegevensverwerking en -kalibratie ketting, ", zegt ATLAS-woordvoerder Karl Jakobs.

Grote verenigde theorieën geven een beschrijving van de eenwording van de sterke, zwakke en elektromagnetische krachten van het standaardmodel tot een enkele kracht bij zeer hoge energieën. Deze theorieën kunnen zelfs verschijnselen verklaren die verder gaan dan het standaardmodel, zoals donkere materie, waarvoor er bewijs is uit astrofysische waarnemingen. Natuurkundigen van ATLAS zoeken naar bewijs van nieuwe zware deeltjes die door dergelijke theorieën worden voorspeld, inclusief een neutraal Z'-boson - een hypothetisch zwaarder neefje van het bekende Z-boson dat verantwoordelijk is voor de neutrale zwakke interactie. In hun laatste onderzoek, de ATLAS-onderzoekers zochten naar dergelijke deeltjes die vervallen in twee elektronen of twee muonen, de zwaardere verwanten van elektronen.

Met behulp van een techniek die vergelijkbaar is met die gebruikt om het Higgs-deeltje te ontdekken, waarbij wordt gezocht naar een overdaad aan gebeurtenissen op een vloeiende achtergrond, ATLAS analyseerde deze gegevens over het verval van twee elektronen en twee muonen en was in staat om strikte grenzen te stellen aan de snelheid waarmee verschillende soorten hypothetische Z'-deeltjes konden worden geproduceerd. Bovendien, ATLAS leverde het resultaat in een generiek formaat waarmee natuurkundigen de gegevens opnieuw kunnen interpreteren onder verschillende theoretische aannames. Voor meer informatie, bezoek de ATLAS-website.