Die Erforschung hochenergetischer Teilchenzusammenstöße trägt dazu bei, Fragen zur Entstehung des Universums zu klären.
Die erstaunliche Welt der Teilchenphysik enthüllte bereits faszinierende Einzelheiten zum Aufbau des Universums. Zusammengefasst sind diese im Standardmodell der Elementarteilchenphysik, welches 12 bekannte Elementarteilchen und deren 3 oder 4 grundlegende Wechselwirkungen beschreibt. Obwohl das Standardmodell die bislang detaillierteste Beschreibung des Universums bietet, reicht es nicht zur Beschreibung der Schwerkraft aus und auch 1 der 12 bekannten Elementarteilchen, das Higgs-Boson, konnte bisher nicht experimentell nachgewiesen werden. Im Rahmen des Projekts SM-Newphysics-LHCB (Standard model and new physics with the LHCb detector) untersuchten europäische Forscher mit dem LHC (Large Hadron Collider), dem größten bislang gebauten hochenergetischen Teilchenbeschleuniger, experimentell und theoretisch viele der offenen Fragen, für die das Standardmodell der Elementarteilchenphysik nicht ausreicht. Hierfür wird mit bisher nicht erreichten Kollisionsenergien und Geschwindigkeiten geforscht. Schwerpunkt war die Quantenchromodynamik (QCD), die aktuelle Theorie über die starke Wechselwirkung (eine der vier grundlegenden Wechselwirkungen im Universum.) Sie geht davon aus, dass unter sehr hohen Temperaturen Quarks und Gluonen (die Bausteine größerer Elementarteilchen wie Protonen und Neutronen) frei beweglich in einem neuen Materiezustand existieren, dem so genannten Quark-Gluonen-Plasma. Untersucht wurden Quark- und Gluonendichten innerhalb von Protonen sowie die Hadronenproduktion (Hadronen sind aus Quarks bestehende Teilchen). Weiterhin wurden an neuen Erzeugungsmethoden für das Higgs-Boson in Protonen-Protonen-Kollisionen geforscht. SM-Newphysics-LHCB untersuchte somit die kleinsten hochenergetischen Elementarteilchen, um das Vorhandensein von Materie im größten Maßstab – dem Universum – zu erklären. Die Forscher lieferten neue Einblicke zur starken Wechselwirkung sowie neue Ansätze für Messungen des Higgs-Bosons: zwei der ungeklärten Fragen im Zusammenhang mit dem Standardmodell, das Kräfte und Materie im Universum beschreibt – und das in so viele Forschungsbereiche hineinspielt.
