Zaterdag 02/07/2022

NieuwsFysica

Natuurkundigen plaatsen potentiële bom onder ons begrip van de werkelijkheid

Het CDF-experiment bij Fermilab; bij extreem nauwkeurige metingen is daar ontdekt dat het zogeheten W-boson, een van de elementaire deeltjes, weleens veel zwaarder zou kunnen zijn dan tot nog toe voor mogelijk werd gehouden. Dit kan grote gevolgen hebben voor ons begrip van de natuur. Beeld Fermilab
Het CDF-experiment bij Fermilab; bij extreem nauwkeurige metingen is daar ontdekt dat het zogeheten W-boson, een van de elementaire deeltjes, weleens veel zwaarder zou kunnen zijn dan tot nog toe voor mogelijk werd gehouden. Dit kan grote gevolgen hebben voor ons begrip van de natuur.Beeld Fermilab

Het zogeheten ‘W-boson’ blijkt zwaarder dan voorspeld, zo melden vierhonderd fysici donderdag na een onderzoek dat tien jaar heeft geduurd. Als de ultranauwkeurige meting klopt, zet die volgens experts ons begrip van de werkelijkheid op zijn kop.

George van Hal

Vergelijk het met biologen die melden dat ze een mens van 3 meter hebben gezien. Het is een vondst die direct al je kennis over ‘hoe het hoort’ op losse schroeven zet. In dit geval plaatst de meting een bom onder het standaardmodel van de deeltjesfysica, de wiskundige beschrijving van alle bekende deeltjes en de fundamentele natuurkrachten die op die deeltjes werken.

Zet dat model op losse schroeven en de gevolgen zijn mogelijk reusachtig. Plots zou de natuur nieuwe deeltjes of nog onbekende krachten kunnen bevatten die ons kunnen helpen de grootste resterende raadsels in de natuurkunde op te lossen, zoals de vraag hoe de zwaartekracht eigenlijk werkt.

‘Indrukwekkende nauwkeurigheid’

De reden dat de nieuwe meting veel stof doet opwaaien, is de nauwkeurigheid. “Die is echt indrukwekkend”, zegt deeltjesfysicus Freya Blekman van het Duits nationaal laboratorium voor hoge-energiefysica DESY. De onderzoekers melden dat de kans dat de afwijking van het standaardmodel niets meer is dan een statistische luchtspiegeling slechts 3 op een biljoen is – een zekerheid van 7 sigma, in vakjargon. Dat is nóg overtuigender dan de statistische horde die fysici namen toen ze de ontdekking van het higgsdeeltje meldden, het deeltje dat alle andere deeltjes massa geeft.

Er is ook een belangrijk verschil: waar dat deeltje tegelijk door twee experimenten werd gevonden, wijkt het nieuwe resultaat juist af van andere metingen bij onder meer het Cern in Genève. “Dat is hier het steentje in de schoen”, zegt deeltjesfysicus Sijbrand de Jong (Radboud universiteit). “Er is geen reden waarom hetzelfde deeltje in het ene experiment een andere massa zou hebben dan in het andere.”

Foutje?

Is er dan toch een foutje geslopen in de nieuwe analyse? “Dat ligt niet voor de hand”, zegt Blekman. “Maar je weet het nooit zeker.” Vandaar dat men nu eerst wacht op een onafhankelijke bevestiging van het resultaat. “We moeten echt meer dan één meting hebben voor we grote conclusies gaan trekken”, zegt Paul de Jong van Nikhef.

“Bij het CMS-experiment zijn we al bezig”, zegt Blekman, en ook De Jong kijkt uit naar dat resultaat. “Als zij straks hetzelfde zien, begin ik het te geloven”, zegt hij.

De Jong is op zijn beurt het meest benieuwd naar de resultaten van het experiment D0, aan dezelfde versneller in Fermilab, die overigens al sinds 2012 stil ligt. “Dat het tien jaar heeft geduurd voordat het CDF-experiment dit resultaat uit die gegevens heeft gehaald, laat zien hoe moeilijk de analyse is. En bij D0 is men dus nog bezig.”

Als het resultaat overeind blijft, betekent de gemeten afwijking waarschijnlijk dat het W-boson de invloed voelt van nog onbekende deeltjes of krachten. “Supersymmetrie is dan een logische verklaring”, zegt hij, doelend op het onder fysici al decennia populaire idee dat elk deeltje een nog onontdekt spiegeldeeltje heeft. “Dit zou weleens de nagel aan de doodskist van het standaardmodel kunnen zijn.”

Meer over

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234