Поскольку частицы темной материи невидимы для детектора, одного лишь их рождения недостаточно. Нужно вместе с ними породить какую-нибудь обычную частицу с большим поперечным импульсом и тщательно зарегистрировать продукты ее распада. Тогда факт рождения частиц темной материи будет заметен благодаря нестыковке в поперечном импульсе всех зарегистрированных частиц (подробнее об этом методе см. в недавней новости). Однако тут есть фон — процессы, которые выглядят так же, но только вызваны рождением обычных частиц, например Z-бозонов, которые потом распадаются на пару нейтрино. Поэтому поиск частиц темной материи на коллайдере — это не только регистрация дисбаланса в поперечном импульсе, но и доказательство того, что его нельзя списать на известные процессы.
Физики обработали всю статистику детектора ATLAS за 2012 год и отобрали события, в которых рождался W- или Z-бозон с последующим распадом на кварки и наблюдался большой (больше 350 ГэВ) дисбаланс в поперечном импульсе. Таких событий набралось несколько сотен. Сравнение с моделированием показало, что они полностью совпадают с ожидаемым фоном. Таким образом, никакого проявления частиц темной материи не было обнаружено.
Были установлены ограничения сверху на сечение этого процесса: то есть если он и происходит, то не чаще, чем некоторый предел. Для легких частиц темной материи это ограничение оказалось даже более сильным, чем результаты прямых поисков на детекторах темной материи (см. подробности в блоге Томмасо Дориго). Таким образом, эксперименты на LHC стали полноправными участниками гонки за темной материей.
Источник Элементы