ENGINEERINGNET.BE - Onderzoekers bij het CMS experiment te CERN (Europees centrum voor nucleair onderzoek) hebben voor het eerst aangetoond dat het Brout-Englert-Higgs (BEH) deeltje rechtstreeks vervalt naar materie deeltjes, ook wel fermionen genoemd.
Op 22 juni 2014 publiceerde Nature Physics deze resultaten van het CMS experiment (Compact Muon Solenoid).
De internationale CMS samenwerking zet meer dan 3000 natuurkundigen verspreid over de hele wereld aan het werk, waaronder meer dan 100 Belgische onderzoekers. De betrokken Belgische universiteiten zijn: Universiteit Antwerpen, Universiteit Gent en Vrije Universiteit Brussel, Université catholique de Louvain, Université de Mons en Université libre de Bruxelles.
Het Brout-Englert-Higgs deeltje werd in 2012 ontdekt te CERN door middel van het observeren van zeer specifieke signalen in de deeltjesbotsingen. Nu zijn voor het eerst ook signalen ontdekt van de koppeling van dit nieuwe deeltje aan materiedeeltjes.
Dit werd voorspeld door de theorie en deze ontdekking is een belangrijke stap voorwaarts in het bevestigen van onze inzichten hoe de kleinste materiedeeltjes een massa krijgen.
In 1964, hebben Robert Brout, François Englert en Peter Higgs een theoretisch mechanisme voorgesteld om uit te leggen hoe de W en Z deeltjes massa krijgen. Dit zijn elementaire deeltjes die de zwakke kernkracht overbrengen, bijgevolg krachtdragende deeltjes. In dit mechanisme wordt ook uitgelegd hoe fermionen massa krijgen. Dit zijn de deeltjes waaruit materie bestaat.
Het BEH mechanisme werd gevalideerd in juli 2012 toen de CMS en ATLAS experimenten (A Toroidal LHC Apparatus) de ontdekking aankondigden van het nieuwe deeltje. Later kwam door dezelfde experimenten de bevestiging dat het effectief het BEH-deeltje is. In navolging hiervan ontvingen François Englert en Peter Higgs vorig jaar de Nobelprijs voor de Fysica.
Ondanks zijn succes, kan het Standaard Model niet alle belangrijke vragen in de natuurkunde beantwoorden. Onderzoekers zoeken vandaag antwoorden op onder andere volgende vragen: bestaan er nog andere BEH-deeltjes, wat is de oorzaak van de verschillen tussen materie en antimaterie, wat is de aard van donkere materie, enz.
CERN koelt momenteel de LHC deeltjesversneller (Large Hadron Collider) en bereidt een upgrade van de partikel detectoren voor om vanaf april 2015 botsingen te creëren met nog hogere energie en om nog meer gegevens te verzamelen. Hiermee is het de betrachting om de precieze aard van het BEH-deeltje te bestuderen.
Afwijkingen in de gemeten eigenschappen in vergelijking met de voorspellingen van het Standaard Model zouden een duidelijke aanduiding zijn voor nieuwe en misschien ongekende fysica fenomenen.
ACHTERGROND
De Large Hadron Collider is een ondergrondse deeltjesversneller gebouwd op de Frans-Zwitserse grens in de buurt van Genève. Het meeste complexe toestel ooit gebouwd bevindt zich op een diepte van 50 tot 175 meter in een 27 km lange tunnel. Het toestel wordt gebruikt om natuurkundig onderzoek naar elementaire deeltjes te doen.
De LHC is voorlopig de krachtigste versneller, maar er liggen nog zwaardere en krachtiger machines op de tekentafel, zoals de ILC (International Linear Collider), waarvan de bouw ergens tussen 2015 en 2020 van start moet gaan.
