Le modèle standard de la physique des particules est la meilleure explication à ce jour du fonctionnement de l'univers au niveau subnucléaire et a contribué à expliquer, correctement, les particules élémentaires et les forces entre elles. Mais le modèle est incomplet, nécessitant des « extensions » pour combler ses lacunes.

Owen Long, professeur de physique et d'astronomie à l'Université de Californie, Bord de rivière, est un membre clé d'une équipe internationale de scientifiques qui a exploré la supersymétrie, ou SUSY, comme une extension du modèle standard. Il est également membre du Compact Muon Solenoid, ou CMS, Collaboration au Large Hadron Collider au CERN à Genève. CMS est l'un des grands détecteurs de capture de particules du CERN.

"Les données de nos expériences CMS ne nous permettent pas d'affirmer que nous avons trouvé SUSY, " Long a dit. " Mais en science, ne pas trouver quelque chose – un résultat nul – peut aussi être excitant. »

Une théorie de la physique au-delà du modèle standard, SUSY fait référence à la symétrie entre deux types de particules élémentaires, bosons et fermions, et est lié à leurs tours. SUSY propose que toutes les particules fondamentales connues soient plus lourdes, homologues supersymétriques, avec chaque partenaire supersymétrique différant de son homologue du modèle standard par une demi-unité en rotation. Cela double le nombre de types de particules dans la nature, permettant de nombreuses nouvelles interactions entre les particules régulières et les nouvelles particules SUSY.

« C'est un grand changement par rapport au modèle standard, " Long a dit. " L'extension peut fournir des réponses à certaines des questions fondamentales qui sont encore sans réponse, telles que :Qu'est-ce que la matière noire ?"

Le modèle standard n'explique ni la gravité ni la matière noire. Mais dans le cas de ce dernier, SUSY propose un candidat sous la forme de la particule supersymétrique la plus légère, qui est stable, électriquement neutre, et interagissant faiblement. L'invocation de SUSY explique aussi naturellement la faible masse du boson de Higgs.

"La découverte des particules insaisissables SUSY fournirait un aperçu extraordinaire de la nature de la réalité, " Long a dit. " Et ce serait un moment révolutionnaire en physique pour les expérimentateurs et les théoriciens. "

Chez CMS, Long et d'autres scientifiques espéraient trouver des preuves des particules SUSY en examinant les signes de leur désintégration tels que mesurés par un déséquilibre énergétique appelé énergie transversale manquante. Lorsqu'ils ont examiné les données, ils n'ont trouvé aucun signe du déséquilibre énergétique attendu de la production de particules SUSY.

"Nous, donc, n'ont aucune preuve de SUSY, " Dit Long. " Mais peut-être que SUSY est là, et c'est juste plus caché qu'on ne le pensait initialement. C'est vrai qu'on n'a pas trouvé de nouveauté, ce qui est décevant. Mais cela reste un progrès scientifique très important. Nous en savons maintenant beaucoup plus sur les endroits où SUSY n'existe pas. Notre résultat nul nous motive à faire un travail de suivi et nous guide vers la prochaine étape. »

Long a expliqué que lui et ses collègues scientifiques recherchaient SUSY depuis longtemps grâce à une technique basée sur une connexion à la matière noire.

"Ces efforts n'ont pas trouvé de particules SUSY, " a-t-il dit. " Notre nouveau résultat implique une approche complètement différente, développé sur quelques années et motivé par notre intérêt à rechercher SUSY de manière innovante. Bien que nous n'ayons trouvé aucune preuve de SUSY, il existe toujours un intérêt à explorer l'idée que SUSY pourrait exister de manières plus difficiles à trouver. Nous avons déjà des mesures préliminaires sur lesquelles nous travaillons."

Long a été financé par une subvention du ministère de l'Énergie. Il a été rejoint par trois autres scientifiques chevronnés d'autres institutions de recherche.

L'UCR est un membre fondateur de l'expérience CMS, l'une des cinq institutions américaines ayant cette distinction.

Le document de recherche s'intitule « Recherche des meilleurs squarks dans les états finaux avec deux quarks supérieurs et plusieurs jets de saveur légère dans des collisions proton-proton à s√ =13 TeV. » Il a été soumis à la revue Examen physique D .