Massa bij het oud vuil

Higgs-deeltje blijft spoorloos

Kandidaat Higgs
Zoom
Kandidaat Higgs

Het mysterieuze Higgs-deeltje, één van de peilers van de moderne deeltjesfysica, blijft onvindbaar. Onderzoekers van het Zwitserse CERN-laboratorium zijn er, na een jaar naarstig speuren in hun meetresultaten, nog steeds niet in geslaagd ook maar één spoor van het deeltje te vinden. Zonder het Higgs-boson is het onverklaarbaar waarom materie massa heeft, en zal een groot deel van de deeltjesfysica herschreven moeten worden.

Een jaar geleden claimde een groep onderzoekers nog bewijzen te hebben voor het bestaan van het Higgs-deeltje. Iets te voorbarig, zo bleek later: hun enthousiasme leek vooral te worden ingegeven door de dreigende sluiting van LEP, de deeltjesversneller waar ze hun experimenten mee uitvoerden. Die sluiting werd dan ook prompt een maand uitgesteld, om de onderzoekers de gelegenheid te geven nog ietsje langer te kunnen experimenteren. Maar in februari 2001 was het dan echt einde verhaal: de Large Electron Positron Collider op het Europese instituut voor deeltjesfysica in Genève werd na elf jaar trouwe dienst gesloten. En van het Higgs ontbreekt nog steeds ieder spoor. De vondst van het Higgs-deeltje moest het sluitstuk worden van een paar decennia deeltjesfysica. In het huidige theoretische bouwwerk dat de elementaire deeltjes en hun gedrag beschrijft - het Standaardmodel - is een centrale rol toegedacht aan dit deeltje, dat soms wel het ‘god-particle’ genoemd wordt. Het verklaart waar de massa van alle andere elementaire deeltjes vandaan komt. Het bestaan van het Higgs-boson en het bijbehorende theoretische raamwerk werd in 1964 geopperd door de Britse natuurkundige Peter Higgs. Uit berekeningen kon worden voorspeld dat het deeltje een massa gelijk aan ongeveer 80 gigaelektronvolt (GeV) zou moeten hebben. Ergens in de rondvliegende brokstukken van de met hoge snelheden op elkaar botsende elektonen en anti-elektronen in de LEP-versneller zouden sporen van het Higgs zichtbaar moeten worden. Maar na een jaar lang speuren in de meetresultaten van vijf jaar onderzoek ontbreekt nog elk spoor van het deeltje. “Het wordt steeds waarschijnlijker dat er helemaal geen Higgs-deeltje is,” meldt John Swain van de Northeastern Universiteit in Boston, één van de onderzoekers die nauwkeurig alle meetgegevens heeft doorgeplozen, in het tijdschrift New Scientist. Zelfs bij energieën van 115 GeV, ruim boven het gebied waar verwacht wordt, wil het deeltje maar niet tevoorschijn komen. Het is een grote teleurstelling voor natuurkundigen – en een grote stap om toe te geven dat het Higgs-boson misschien wel helemaal niet bestaat. Want zonder het Higgs-deeltje is er geen betrouwbare theorie voor de elementaire deeltjes, en dat zou betekenen dat een groot deel van het Standaardmodel overboord moet. En op dit moment is er eigenlijk geen alternatief. Niet iedereen is overigens even ongerust – Frank Wilczek, theoretisch natuurkundige op het Massachusettes Institute of Technology, zegt zich pas zorgen te maken als het Higgs-deeltje ook in het energiegebied van 130 GeV nog niet te voorschijn komt. De laatste hoop voor het Higgs ligt in de Verenigde Staten: alleen met de Tevatron-versneller op het Fermilab in Chicago is het voorlopig mogelijk om zulke energierijke botsingen op te wekken. Jacqueline de Vree

reacties