Inzoomen op het higgsdeeltje

Wat zijn de onbekende karakteristieken van het fameuze higgsdeeltje? En hoe kun je alle bestaande higgsmetingen samen interpreteren? Dat zijn twee centrale vragen in een nieuw onderzoek dat een samenwerkingsverband van drie Nederlandse universiteiten en het Nikhef met de Atlas-detector gaat uitvoeren.

Door de bestaande expertise in Nederland op het gebied van higgsonderzoek te bundelen, wil men een grote stap maken in het verdere onderzoek naar het deeltje. Aan het higgsproject werken natuurkundigen mee van Nikhef, de Universiteit van Amsterdam, de Radboud Universiteit in Nijmegen en de Universiteit Twente in Enschede. Zij zijn allen betrokken bij het Atlas-experiment bij de Large Hadron Collider, de deeltjesversneller op Cern. Met het onderzoeksprogramma van vijf jaar is een bedrag van 2,9 miljoen euro gemoeid.

Het bestaan van het higgsdeeltje werd in 2012 aangetoond en vormt het bewijs dat er in het universum een zogenoemd higgsveld bestaat waaraan elementaire deeltjes hun massa ontlenen. Theoretici die het deeltje voorspelden, kregen in 2013 een Nobelprijs voor de natuurkunde. Theoretisch is het higgsdeeltje echter nog omgeven met veel vragen. Zo staat niet vast dat het deeltje precies is wat theoretici hadden voorspeld binnen het standaardmodel. Mogelijk volstaan de eenvoudigste modellen niet precies, wat eventueel zelfs kan wijzen op onbekende natuurkundige verschijnselen.

Het deeltjesonderzoek richt zich nu vooral op de eigenschappen van het gevonden deeltje en zijn interacties met andere deeltjes en met zichzelf. Met de Atlas-detector worden de sporen van higgsdeeltjes en hun verval vastgelegd die ontstaan in botsingen van versnelde protonen uit de LHC-versneller.

Zelfkoppeling

Bob van Eijk van Nikhef en Universiteit Twente: "Een belangrijke voorspelling van het higgsmechanisme in het standaardmodel is dat een higgsdeeltje uiteen kan vallen in twee andere higgsdeeltjes. De kans dat zo’n gebeurtenis bij de LHC wordt waargenomen is extreem klein. De nieuwe technieken die het consortium ontwikkelt om de higgs-eigenschappen preciezer te bepalen, bieden mogelijkheden om deze ‘zelfkoppeling’ ook indirect te bepalen."