Massa eventueel higgsboson nauwkeuriger bepaald

Het Higgsboson is nog niet gevonden – maar we weten wel weer beter hoeveel het weegt, als het bestaat.

Dat is de conclusie na de vooraf flink gehypte seminar van Cern, waarin deeltjesfysici van het Zwitserse onderzoeksinstituut de laatste resultaten van de ATLAS- en CMS-detector bekend maakten. Het higgsdeeltje is het laatste missende puzzelstukje van het standaardmodel dat alle elementaire deeltjes en hun onderlinge interacties in één wiskundige beschrijving vat.

Schuilplaatsen
In de zoektocht naar het deeltje raakte het afgelopen jaar de schuilplaatsen van het higgsboson steeds schaarser. De resultaten van vandaag betekenen dat áls het deeltje bestaat, het een massa heeft tussen de 116 en 127 gigaelektronvolt (ter vergelijking: een proton weegt ruwweg één GeV). Bovendien zijn er in de metingen aanwijzingen dat het deeltje zich bevindt tussen de 124 en 126 GeV.

‘Op zichzelf genomen is geen van de gedane metingen statistisch significanter dan wanneer je een dobbelsteen gooit en achter elkaar twee zessen rolt’, stelt Cern in een persverklaring. ‘Samen genomen blijken er echter meerdere onafhankelijke metingen te zijn die wijzen op de regio tussen 124 en 126 GeV.’

De CMS-detector is één van de twee detectoren waarmee de laatste higgs-metingen zijn gedaan.

Lichter

Opmerkelijk is wel dat het higgsboson vrij licht is – veel lichter dan deeltjesfysici aanvankelijk dachten. ‘Volgens de theorie zou het deeltje eigenlijk ongeveer de massa van het Planckdeeltje moeten hebben’, laat deeltjesfysicus Stan Bentvelsen van het nationaal instituut voor subatomaire fysica (NIKHEF) desgevraagd weten. De massa van het planckdeeltje zou rond de 1019 GeV moeten liggen. ‘Kortom: de wonderen zijn de wereld nog niet uit als we het deeltje gevonden hebben.’

Ook theoretisch fysicus Erik Verlinde, die dit jaar nog de spinozapremie won voor zijn onderzoek naar een alternatieve zwaartekrachtstheorie, denkt dat er nog genoeg te ontdekken blijft als het higgsdeeltje eenmaal gevonden is – al zou hij liever zien dat het deeltje helemaal niet bestaat. ‘Voor een theoretisch fysicus zou dat het meest interessant zijn, omdat we dan opnieuw moeten gaan nadenken over hoe de andere elementaire deeltjes aan hun massa komen’, laat hij weten. ‘Maar ik verwacht dat er uiteindelijk wel een of meerdere higgsdeeltjes gevonden gaan worden op Cern.’

Voor de ontwikkeling van zijn eigen zwaartekrachtstheorie is het in elk geval niet zo interessant of men higgs vindt. ‘Het higgsdeeltje is niet een heel belangrijk onderdeel van mijn theorie, en of deze nu wel of niet gevonden wordt maakt dus niet veel uit.’

2012
Cern benadrukte dat het higgsdeeltje nog niet gevonden is maar dat het ook nog niet bewezen is dat het deeltje níet bestaat. Tijdens de presentaties op het seminar meldden de sprekers Fabiola Gianotti van ATLAS en Guido Tonelli van CMS dat meer gegevens nodig zijn om defintieve conclusies te kunnen trekken.

Die extra gegevens zullen overigens niet lang op zich laten wachten. Het lijkt erop dat 2012 een cruciaal jaar zal worden in de zoektocht naar het higgsboson. Gianotti meldde tijdens haar presentatie zelfs dat zij verwacht dat volgend jaar – mits inderdaad genoeg metingen zijn verricht – defintief uitsluitsel kan worden gegeven over het bestaan van het lang gezochte deeltje.

Hoewel het dus jammer is dat vandaag vooralsnog geen definitief uitsluitsel bood, gloort er wel degelijk hoop aan de natuurkundige horizon. En na ruim twintig jaar zoeken, moet dat ene extra jaartje wachten ook nog wel vol te houden zijn.

Lees hier de liveblog van vanmiddag over de bekendmaking van het higgsnieuws.

Lees hier onze minicursus over het belang van het higgsdeeltje.

Over de auteur

George van Hal

George van Hal is wetenschapsjournalist en coördinerend redacteur bij New Scientist. George studeerde sterrenkunde, is zelfverklaard sciencefiction- en filmfanaat, en schreef daarover het boek Robots, aliens en popcorn. George zit op Google+ en Twitter. Meer informatie over George en zijn artikelen is te vinden op zijn website.



Plaats een reactie