如果存在新粒子，大型强子对撞机(LHC)是寻找它们的理想场所。超对称理论表明，每个已知的基本粒子都存在一个全新的伙伴粒子族。虽然这看起来有些奢侈，但这些伙伴粒子可以解决当前科学知识中的各种缺陷，例如宇宙中神秘暗物质的来源、希格斯玻色子的“不自然”的小质量、μ介子旋转的反常方式以及甚至各种自然力量之间的关系。但如果这些超对称粒子存在，它们可能隐藏在哪里?

ATLAS对超对称暗物质粒子的存在设定了严格的限制

这就是大型强子对撞机的物理学家一直试图找出的答案，在最近对大型强子对撞机第二轮(2015-2018)质子-质子碰撞数据的研究中，ATLAS合作提供了迄今为止最全面的概述。一些最难以捉摸的超对称粒子——那些很少通过“弱”核力或电磁力产生的粒子。这些弱相互作用的超对称粒子中最轻的粒子可能是暗物质的来源。

Run2提供的增加的碰撞能量和更高的碰撞率，以及新的搜索算法和机器学习技术，使得人们能够更深入地探索这个难以到达的超对称领域。

ATLAS物理学家汇总了八次搜索的结果，每次搜索都以不同的方式寻找超对称粒子的证据。不同搜索策略的综合能力和灵敏度使ATLAS研究人员能够研究数以万计的超对称模型，每个模型对超对称粒子的质量都有不同的预测。

这些ATLAS搜索具有前所未有的灵敏度，并探索了广泛的超对称粒子质量。阿特拉斯物理学家寻找“实验室制造”暗物质的证据，即大型强子对撞机碰撞中产生的暗物质。事实证明，他们的研究与其他寻找大爆炸遗留下来的自然“遗迹”暗物质的实验是互补的。与对撞机搜索不同，对撞机搜索不需要看到暗物质来推断其存在，后者的实验依赖于暗物质粒子撞击正常材料并因此被检测到的足够大的概率。

这种搜索组合最重要的发现之一是，以前被认为有利的超对称粒子质量的一些区域，其中暗物质粒子的质量约为Z玻色子或希格斯玻色子的一半，现在几乎完全被排除。

这种全面研究的另一个好处是了解哪些超对称模型尚未被探索。ATLAS提供了此类幸存模型的示例，可用于优化未来的搜索。尽管超对称粒子可能隐藏的地方正在系统地减少，但许多模型仍然顽固地回避。提高ATLAS搜索对这些模型的灵敏度将需要更多的碰撞数据和搜索策略的进一步巧妙发展。