ENGINEERINGENT.BE - Protonen behoren tot de fundamentele bouwstenen van alle zichtbare materie.
“Toch zijn er nog veel open vragen over hun interne structuur. We weten dat protonen bestaan uit quarks en gluonen, maar hoe deze deeltjes precies samenwerken en welke rol zwaardere quarks en antimaterie daarin spelen, begrijpen we nog onvoldoende”, aldus Juan Rojo (foto), hoogleraar theoretische natuurkunde aan de Vrije Universiteit van Amsterdam.
Zijn nieuwe onderzoek, genaamd UNICORN, maakt daarom gebruik van neutrino’s die vrijkomen bij botsingen van protonen in de Large Hadron Collider (LHC).
Hoewel deze deeltjes al jarenlang worden geproduceerd, konden ze tot voor kort niet worden gemeten. Dankzij de recente installatie van de detectoren FASER en SND@LHC is dat veranderd.
In het kader van UNICORN wordt FASER verder ontwikkeld tot een uiterst nauwkeurige microscoop waarmee wetenschappers de binnenkant van protonen kunnen bestuderen.
Het project moet leiden tot de meest precieze metingen van de protonstructuur tot nu toe.
Zo kunnen onderzoekers nauwkeurigere voorspellingen doen over processen die plaatsvinden in de LHC, waaronder de productie van Higgs-deeltjes en andere zware elementaire deeltjes.
Ook kan het onderzoek mogelijk definitief aantonen dat protonen charmquarks bevatten, een vraagstuk waar natuurkundigen al jarenlang over discussiëren.
“Een beter begrip van protonen en de sterke kernkracht helpt ons ook om extreme verschijnselen in het heelal te verklaren, zoals de oorsprong van zeer energierijke kosmische deeltjes.
Mijn project overbrugt zo de kloof tussen de kleinste structuren in de natuur en de meest energierijke processen die zich in het universum afspelen”, aldus Rojo.
Ook stimuleert dit onderzoek de ontwikkeling van nieuwe AI-technieken voor het analyseren van complexe datasets.
Zulke methoden kunnen in de toekomst ook worden ingezet voor maatschappelijke toepassingen waarbij grote hoeveelheden data moeten worden verwerkt en geïnterpreteerd.
Rojo heeft voor dit onderzoek een ERC Advanced Grant van de European Research Council ontvangen.
