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Au Grand collisionneur de hadrons, les protons entrent en collision à une vitesse proche de celle de la lumière. Parfois, ils ne se brisent pas, mais échangent des photons, des particules de lumière. Ces photons peuvent engendrer une paire : une particule que le détecteur voit, et une autre qui s'échappe sans être remarquée. Ce processus ressemble à une partie de billard où, après le choc, une boule reste sur la table et l'autre disparaît dans une poche sans laisser de trace.

Les scientifiques de la collaboration ATLAS ont utilisé des détecteurs spéciaux qui capturent les protons déviés après la collision. Grâce à l'énergie de ces protons, ils ont reconstitué l'énergie totale de la paire créée par les photons. En soustrayant l'énergie de la particule visible, ils ont obtenu la « masse manquante » — la masse de la particule invisible. C'est comme peser une boîte cadeau sans l'ouvrir : d'abord peser la boîte entière, puis soustraire le poids de la boîte elle-même.

Dans la gamme de masses de 100 à 900 gigaelectronvolts (soit environ 100 à 900 fois la masse du proton), les physiciens n'ont observé aucun excès significatif par rapport aux prédictions du modèle standard. Cela signifie que de nouvelles particules, si elles existent, sont produites moins fréquemment que ce que ces données permettraient de détecter. Des limites supérieures ont été établies sur la fréquence de ces processus — de 128 à 2.5 femtobarns selon le modèle.

Cette méthode est comparable à l'écoute du silence dans une pièce où l'on attendait du bruit. Si le silence est trop pur, on peut dire à quel point le son que nous n'avons pas entendu aurait pu être fort. Désormais, les physiciens savent que dans cette gamme de masses, les particules invisibles ne naissent pas trop souvent, ce qui réduit le champ des recherches futures.