用大型強子對撞機尋找暗物質之前要解決的問題，必須有一種可以使可見宇宙和暗物質宇宙相互交流的方法。換句話說，我們所碰撞的粒子必須能夠通過基本相互作用（又稱宇宙基本力）與假定存在的暗物質粒子相互作用。力需要攜帶的媒介，或稱玻色子。電磁力以光子為媒介，弱核力的媒介粒子則是W和Z玻色子。暗物質與常規物質的相互作用應該沒什麼不同，其發生可能是通過交換“暗玻色子”。
如何用大型強子對撞機尋找暗物質？
即使我們的探測器沒有注意到暗玻色子本身，我們也有希望通過它們與一些微小的可觀測粒子的相互作用來發現它們——如果它們不是完全“黑暗”的話。考慮到這些相互作用極其微弱，大型強子對撞機可能已經產生了暗物質粒子，只是我們還無法發現它們。
不過，如果以這種方式來搜尋暗玻色子，我們就相當於做了一個可能不成立的假設：暗玻色子會在即刻間衰變。如果現實並非如此呢？暗宇宙，暗物質，之所以是“暗”的，肯定是有著某種隱匿於常規宇宙的方式。這會導致暗玻色子在分解為普通物質之前，具有很短暫但可測量的存在時間。這種分解的殘留可能不會在實驗中兩個質子碰撞的位置出現，而是移動到了一定的距離之外。
大型強子對撞機的設計目的是尋找相互作用點的新粒子。長壽命粒子（無論是否為暗物質粒子）的軌跡追蹤十分複雜，受到多個因素的影響。它們可能由更少的測量數據組成，測量點的連接更難；它們可能會遵循非典型的幾何路徑，進一步妨礙我們的模式識別算法；它們所產生的信號可能還會比常規算法預計的推遲很多。
到目前為止，物理學家在大型強子對撞機的第一次低能量運行數據中還沒有任何發現，但他們依然在努力分析第二次較高能量的運行數據。加上此前用於尋找超對稱粒子的技術，我們現在有很好的發現暗物質或/和暗相互作用的機會。考慮到大型強子對撞機目前只釋放了最終總數據量的1%，利用大型強子對撞機來搜尋暗物質粒子的探索才剛剛開始。
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