由阿特拉斯合作，阿特拉斯实验 图1:2017年阿特拉斯实验记录的单喷事件，单喷1
9 TeV横向动量相对于相应的缺失横向动量反冲(MET)
绿色和黄色条分别显示电磁和强子量热仪中的能量储存
仪表在检测器的另一侧显示为红色虚线
信用:阿特拉斯合作/欧洲核子研究中心 暗物质的本质仍然是基础物理中尚未解决的重大难题之一
标准模型无法解释暗物质，这导致科学家探索新的物理模型来理解它的存在
许多这样的理论设想假设暗物质粒子可能在LHC的高能质子-质子激烈碰撞中产生
虽然暗物质会在欧洲粒子物理研究所的阿特拉斯实验中被发现，但它偶尔会伴随着从相互作用点辐射出来的可见粒子射流，从而提供一个可检测的信号
阿特拉斯合作项目正是为了找到这一点，发布了一个新的搜索，寻找与喷流碰撞事件中的新现象和高缺失横向动量
这项研究旨在发现那些可能表明存在标准模型之外的物理过程的事件，并以此打开一扇通向宇宙的窗户
为了识别这样的事件，物理学家利用横向探测器平面(即垂直于光束方向)中的动量守恒原理，寻找从不可见物体上反冲的可见喷流
在LHC，与喷流相关的事件很常见，物理学家进一步完善了它们的参数:这些事件必须至少有一个高能喷流和显著的MET，由“不可见”粒子的动量不平衡产生
这就是众所周知的单喷事件——一个壮观的例子可以在图1中看到，2017年的事件展示以最高动量(1
9 TeV)到目前为止由ATLAS记录的monojet
对撞机实验无法直接检测到的大量奇异现象，也可能产生这种特征性的单喷流信号
因此，阿特拉斯的物理学家开始将他们的研究包括在几个新的物理模型中，包括那些以超对称性、暗能量、超大空间维度或类轴子粒子为特征的模型
图2:在单喷流选择后，数据和标准模型预测中缺少横向动量分布
不同的背景过程用不同的颜色显示
暗能量、超对称和弱相互作用的大质量粒子场景的预期分布用虚线示出
信用:阿特拉斯合作/欧洲核子研究中心 与标准模型的预期相比，新现象的证据将出现在大量的大碰撞事件中
准确预测不同的背景贡献是一个关键的挑战，因为几个丰富的标准模型过程可以精确地模拟信号拓扑——例如产生一个射流加上一个Z玻色子，然后衰变为两个中微子，这两个中微子也离开阿特拉斯而没有被直接检测到
物理学家使用数据驱动技术和高精度理论计算的组合来估计标准模型背景
信号区的总背景不确定度在200千电子伏至1千电子伏的微波范围内约为1%至4%
2 TeV
气象光谱的形状被用来增强信号和背景之间的辨别能力，从而增加了发现的潜力
图2显示了在运行2(2015-2018年)期间从阿特拉斯实验收集的整个数据集中观察到的金属元素光谱与标准模型预期的比较
由于没有观察到明显的过剩，物理学家利用数据和预测之间的一致程度来设定新物理模型参数的限制
在弱相互作用大质量粒子(一种受欢迎的暗物质候选物)的背景下，ATLAS物理学家能够排除高达约500 GeV的暗物质粒子质量和高达2 TeV的相互作用轴向矢量介质，两者都在95%的置信水平
这些结果提供了迄今为止对撞机实验中最严格的暗物质限制，也是ATLAS搜索项目的里程碑
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