Afdrukken
Hits: 4372

 

Uit een experiment in de Verenigde Staten zou kunnen worden afgeleid dat er niet één Higgs-boson (of "godsdeeltje") bestaat, maar vijf, met elk dezelfde massa maar verschillende ladingen. Dat zou betekenen dat het zogenoemde "Standaardmodel" over de interactie van subatomaire deeltjes aangepast moet worden.

 

Het idee dat er verschillende Higgs-bosonen zouden zijn, wordt gesteund door resultaten van het DZero-experiment in de Tevatron deeltjesversneller in het Fermilab in Chicago. Het experiment is ontworpen om licht te werpen op de vraag waarom de wereld en het universum bestaan uit normale materie en niet uit antimaterie. Volgens de theorie zou er evenveel van beide gevormd moeten worden. Maar bij het experiment werden botsingen geobserveerd van protonen en antiprotonen, waarbij werd vastgesteld dat er 1 procent meer muonenparen gevormd werden, dat zijn materiedeeltjes, dan antimuonen, de antimateriedeeltjes.

Bij eerdere experimenten waren al verschillen vastgesteld in het aantal gevormde deeltjes en antideeltjes, wat een schending van de zogenoemde CP-symmetrie genoemd wordt. Er wordt  daarbij verondersteld dat de wetten waaraan deeltjes onderworpen zijn, ook gelden als een deeltje vervangen wordt door zijn antideeltje (de C symmetrie, charge conjugation symmetry of ladingtransformatie-symmetrie) of als links en rechts verwisseld worden, als een deeltje vervangen wordt door zijn spiegelbeeld (P symmetrie, parity transformation symmetry, pariteitstransformatie symmetrie).

De verschillen die tot nu waren vastgesteld, waren veel kleiner dan het verschil van 1 procent dat in Fermilab gevonden is. Die 1 procent kan niet verklaard worden door het Standaardmodel, dat de interacties tussen de subatomaire deeltjes verklaart en dat slechts een Higgs-boson telt, een zogenoemd Higgs-doublet. Een doublet is een deeltje met een kwantumtoestand met een spin van 1/2 of -1/2. Als er een tweede doublet wordt aan toegevoegd, in wat dan het twee Higgs-doubletten-model genoemd wordt, kunnen resultaten zoals dat van het DZero-experiment makkelijk verklaard worden.

Een van de geleerden van Fermilab merkte wel op dat het Standaardmodel tot nu toe elke test doorstaan heeft die men heeft kunnen bedenken en dat het dus niet zo vanzelfsprekend is om er een nieuw deeltje aan toe te voegen dat het geheel op losse schroeven zet.

Standaardmodel en Higgs-boson

Het vinden van het Higgs-boson is zowat het belangrijkste doel van de Large Hadron Collider in de buurt van Genève. De bijnaam van het deeltje, het godsdeeltje, komt van een boek en wijst op het belang van het Higgs-boson voor het Standaardmodel. Het Higgs-boson is namelijk het deeltje dat moet verklaren waarom alle andere deeltjes massa hebben. Veel wetenschappers vinden dat de bijnaam het belang van het deeltje overdrijft en hebben onlangs de bijnaam "het champagnefles-boson" gekozen in een wedstrijd.

Hoewel er al jaren naar gezocht wordt, is nog niemand erin geslaagd te bewijzen dat het deeltje daadwerkelijk bestaat. Dat zou een flinke opsteker zijn voor het Standaardmodel dat alle interacties tussen de subatomaire deeltjes beschrijft en het Higgs-boson nodig heeft.

Het Standaardmodel heeft wel een aantal gebreken: het kan de best bekende van de vier fundamentele krachten, de zwaartekracht, niet verklaren en het beschrijft enkel gewone materie en niet de zwarte materie die zo'n 25 procent van het universum uitmaakt.

In het Standaardmodel zit slechts een Higgs-doublet, hoewel dat in feite in een pakket van vier zit. De drie andere zitten in andere delen van het model zoals het W- en het Z-boson. Als er een doublet aan toegevoegd wordt, zijn er dus vijf Higgs-bosonen, met gelijke massa's maar met verschillende ladingen. Drie ervan zouden een neutrale lading hebben, een een positieve en een een negatieve.

Bron:

deredactie.be

Bronmateriaal:

US experiment hints at 'multiple God particles'