ATLAS is een van de twee grote detectoren die op CERN kijken naar botsende protonen in de LHC-versneller. Het in 2012 gevonden higgsdeeltje onderhoudt in theorie een relatie met de deeltjes en quarks die evenredig is met hun massa.
Voor zware deeltjes als het top-quark en het tau-deeltje is dat gemeten. Ook de koppeling met het relatief zware bottom-quark is gemeten. Voor lichtere quarks als charm is de onzekerheid nog groot.
De nieuwe analyse laat zien dat de koppeling van het charm-quark met het higgsdeeltje in elk geval niet gelijk of groter is dan de koppeling met het zwaardere bottom-quark. Hierbij wordt gekeken naar de verhouding van de vervallen naar bottom en naar charm.
Op die manier vallen sommige onzekerheden in de individuele metingen tegen elkaar weg. “Dat geeft meer houvast dan afzonderlijke metingen”, zegt Tristan du Pree van het Nederlandse instituut Nikhef.
De vervallen worden gemeten aan de hand van zogeheten jets van deeltjes, die voortkomen uit de quarkparen waarin een higgsdeeltje vervalt. Zulke sproeiers van deeltjes van bottom en charm lijken zoveel op elkaar dat jets soms aan het verkeerde proces worden toegeschreven. Door combinaties van metingen heeft dat minder invloed op de meetresultaten.
Het huidige resultaat laat zien dat de koppeling van higgs naar charm-quarks zeker kleiner is dan naar bottom-quarks. Dat is ook wat het Standaardmodel voorspelt. Charm-quarks zijn driemaal lichter dan bottom-quarks.
De koppelingen van het higgsdeeltje met de overige deeltjes is een van de eigenschappen die sinds de ontdekking van het deeltje worden bestudeerd. De metingen kunnen wellicht duidelijk maken waarom er drie generaties materiedeeltjes, quarks en leptonen, bestaan in het Standaardmodel, die voornamelijk in hun massa verschillen.
Gewone materie bestaat uit elektronen plus protonen en neutronen die combinaties zijn van drie van de lichte quarks, up en down. De higgskoppelingen van die lichtste generatie deeltjes zijn nog nooit gemeten.
