Zeldzaam Higgs boson verval wijst mogelijk op nieuwe fysische principes

MMatthijs 29 januari 2024 07:47

De Large Hadron Collider heeft een zeldzaam verval van het Higgs boson naar een foton en een Z boson gedetecteerd. Dit fenomeen, hoewel voorspeld door het Standaard Model, komt vaker voor dan verwacht, wat zou kunnen wijzen op de aanwezigheid van 'Nieuwe Natuurkunde'.

Zeldzaam Higgs boson verval zonderling frequent

Natuurkundigen hebben met behulp van de ATLAS en CMS detectoren van de Large Hadron Collider (LHC) een zeldzaam verval van het Higgs boson geobserveerd. Dit verval, waarbij het Higgs boson overgaat in een foton en een Z boson, werd voorspeld door het Standaard Model van deeltjesfysica. Echter, de frequentie van dit verval in de realiteit blijkt hoger te zijn dan wat het model voorspelt. Dit kan erop wijzen dat er meer aan de hand is dan wat het Standaard Model beschrijft, en mogelijk zelfs verwijzen naar een 'Nieuwe Natuurkunde'.

Nieuwe natuurkunde als mogelijke verklaring

De discrepantie tussen de voorspellingen van het Standaard Model en de werkelijke waarnemingen kan erop duiden dat er andere processen aan het werk zijn die niet door het model worden beschreven. Het zou kunnen dat deze 'Nieuwe Natuurkunde', ook wel 'Beyond Standard Model' (BSM) genoemd, bestaat uit fysische processen die niet door het Standaard Model worden beschreven. Dit kan bijvoorbeeld de aanwezigheid van supersymmetrie omvatten, een concept dat een verband legt tussen fermionen en bosonen en mogelijk kan verklaren waarom er zo'n groot verschil is tussen de zwakke wisselwerking en de zwaartekracht.

Gedetailleerde beschrijving van Higgs boson verval

Van 2015 tot 2018 werd de LHC Run 2 uitgevoerd, waarbij protonen met een energie van 13 TeV miljoenen keren per seconde tegen elkaar aanbotsen. Soms ontstaan er Higgs bosonen, de deeltjes die in 1964 al werden voorspeld en die in 2012 voor het eerst werden waargenomen. Wanneer een Higgs boson vervalt, gebeurt dit niet direct in een foton en een Z deeltje, maar eerst in een paar top quarks of in een paar W bosonen. Deze paren vervallen dan weer in een foton en een Z boson, die vervolgens binnen een fractie van een seconde verder vervallen in twee elektronen of twee muonen, die wel door de detectoren meetbaar zijn.

In juli 2022 is Run 3 van de LHC van start gegaan. Deze nieuwe run kan mogelijk meer gegevens opleveren die kunnen helpen om het waargenomen verschil in Higgs boson verval, vergeleken met de voorspellingen van het Standaard Model, te bevestigen of te falsificeren. Dit kan een cruciale stap zijn in de zoektocht naar 'Nieuwe Natuurkunde' en naar een beter begrip van de fundamentele principes van ons universum.

Meer artikelen

Lees ook

Hier zijn een aantal interessante artikelen op andere sites uit ons netwerk.