暗物质的存在是我们宇宙中一个长期存在的谜团。暗物质约占我们宇宙的四分之一，但它与普通物质的相互作用并不显著。

暗物质的存在已经被一系列天体物理学和宇宙学观测所证实，包括詹姆斯·韦伯太空望远镜最近拍摄的令人震惊的照片。然而，到目前为止，还没有关于暗物质的实验观察的报道。暗物质的存在是世界各地的天体物理学家几十年来一直在研究的问题。

“这就是我们做基础科学研究，探索宇宙最深奥秘的原因。欧洲核子研究中心的大型强子对撞机是迄今为止建造的最大的实验，粒子碰撞创造了类似大爆炸的条件，可以用来寻找暗物质的线索，”来自南非约翰内斯堡威特沃特斯兰德大学物理学院的Deepak Kar教授说。

在欧洲核子研究中心的ATLAS实验中，卡尔和他以前的博士生苏坎亚·辛哈(Sukanya Sinha，现在是曼彻斯特大学的博士后研究员)开创了一种寻找暗物质的新方法。他们的研究发表在《物理快报B》杂志上。

卡尔说:“在过去的几十年里，对暗物质的对撞机搜索已经太多了，到目前为止，它们都集中在弱相互作用的大质量粒子上，称为wimp。”“WIMPS是一类被假设用来解释暗物质的粒子，因为它们不吸收或发射光，也不与其他粒子强烈相互作用。然而，由于到目前为止还没有发现WIMPS的证据，我们意识到寻找暗物质需要一个范式转变。”

卡尔说:“我们想知道的是，暗物质粒子是否真的是在标准模型粒子的喷射中产生的。”这导致了一种新的探测器特征的探索，这种特征被称为半可见喷流，科学家们以前从未观察过。

高能质子的碰撞通常会导致从普通夸克或胶子的衰变中产生一种被称为喷射的粒子的准直喷射。当假设的暗夸克部分衰变为标准模型夸克(已知粒子)，部分衰变为稳定的暗强子(“不可见部分”)时，就会产生半可见的喷流。

由于它们是成对产生的，通常伴随着额外的标准模型喷流，当所有的喷流没有完全平衡时，探测器中的能量不平衡或能量缺失就会出现。丢失能量的方向通常与其中一个半可见的喷流对齐。

这使得搜索半可见的射流非常具有挑战性，因为这种事件特征也可能由于探测器中测量错误的射流而产生。卡尔和辛哈寻找暗物质的新方法为寻找暗物质的存在开辟了新的方向。

辛哈说:“尽管我的博士论文没有包含暗物质的发现，但它为这种生产模式设定了第一个相当严格的上限，并且已经激发了进一步的研究。”