CERN: Higgsdeeltje reden dat materie bestaat

De afgelopen dagen zwol de geruchtenstroom flink aan dat twee CERN-onderzoeksteams piekjes in hun metingen zouden hebben gevonden die mogelijk het gevolg zijn van het bestaan van het Higgsdeeltje.

Waarom al die ophef over het Higgsdeeltje?

Higgsdeeltjes of Higgsbosonen zijn nodig om elementaire deeltjes -zoals elektronen, neutrino's en quarks- massa te geven volgens het standaardmodel. Het bestaan van het Higgsboson, in 1964 voorspeld door de Britse natuurkundige Peter Higgs, moet verklaren hoe het komt dat elementaire deeltjes iets wegen.

Al in 1962 kwam de Amerikaanse natuurkundige en Nobelprijswinnaar Philip Anderson op de gedachte dat zonder massa alle elementaire deeltjes met de lichtsnelheid door elkaar heen moeten vliegen. Dan kon er geen krant of computer bestaan. Dat gebeurt niet, dus er moet iets zijn dat voor massa zorgt.

Hoe veroorzaakt een Higgsdeeltje massa?

Een Higgsboson is eigenlijk geen deeltje maar een energieveld. Het vertraagt de snelheid van de deeltjes, die door het energieveld bewegen als stukken rookworst door de erwtensoep. Hoe meer Higgsbosonen -hoe dikker de erwtensoep-, hoe trager de deeltjes bewegen en hoe meer massa ze hebben (hoe zwaarder ze zijn).

Hoe gaat het zoeken naar het Higgsdeeltje in zijn werk?

Voor het zoeken naar het Higgsboson is feitelijk een extreem sterke microscoop nodig die in een atoom kan kijken, een deeltjesversneller. Een deeltjesversneller maakt gebruik van Einsteins beroemde formule E=mc2.

De deeltjesversneller versnelt protonen, onderdelen van atomen, tot 99,9 procent van de lichtsnelheid en laat ze vervolgens met elkaar botsen. Daardoor splitsten de protonen zich in subatomaire deeltjes, zoals quarks, leptonen en bosonen.

Deze deeltjes vertegenwoordigen een bepaalde hoeveelheid energie, die kan worden gemeten met een detector. Uit de energie die wordt gemeten leiden de natuurkundigen af om welk deeltje het gaat. Ze gebruiken daarvoor statistische berekeningen. Daaruit zou ook het bestaan van het Higgsdeeltje moeten blijken.

Waarom duurt het zoeken zo lang?

Het Higgsboson is nooit rechtstreeks waargenomen. De jacht daarop werd geopend door deeltjesversneller Tevatron van het Fermilab bij Chicago. Daar concludeerden de wetenschappers dat het Higgsboson met 95 procent zekerheid niet bestaat.

Natuurkundigen vermoeden echter dat de gevoeligheid van de Amerikaanse detectoren te laag is om het Higgsdeeltje te kunnen 'zien'. Met gevoeliger detectoren is het mogelijk wel aan te tonen.

Deeltjesversneller Large Hadron Collider (LHC) van het CERN in Genève gooit daarom hoge ogen: de detectoren zijn veel gevoeliger dan die van hun Amerikaanse tegenhanger.

En als het bestaan van het Higgsdeeltje niet wordt bevestigd?

Als het Higgsdeeltje niet bestaat, maakt dat de weg vrij naar een heel nieuwe natuurkunde. Daarmee hield Eric Laenen, hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit Utrecht en verbonden aan het Nederlandse instituut voor deeltjesfysica Nikhef, vorig jaar al rekening in zijn inaugurele rede.

CERN-wetenschappers verwachten dat de ontdekking van het Higgsboson volgend jaar definitief wordt of dat voor eens en altijd wordt vastgesteld dat het deeltje niet bestaat. Als dat gebeurt, moet de bestaande theorie over elementaire deeltjes tegen het licht worden gehouden. Dat zou een aardverschuiving teweegbrengen in de elementaire natuurkunde.

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.

Printen