NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/fom-historie/jaarverslagen/hoogtepunten/hoogtepunten2013/meten-aan-higgsdeeltjes-nr-7/

Geprint op :
10 december 2018
23:45:37

In 2012 kondigden ATLAS en CMS, experimenten bij de CERN Large Hadron Collider, de ontdekking aan van 'een nieuw deeltje, gevonden tijdens de speurtocht naar het higgsdeeltje'. Is dit nieuwe deeltje wel daadwerkelijk het higgsdeeltje? Nadere analyse van de data moest uitwijzen of de eigenschappen van het gevonden deeltje inderdaad overeenkomen met de voorspelde eigenschappen van het higgsdeeltje. In 2013 heeft het ATLAS-experiment die analyse uitgevoerd.

Het standaardmodel van de deeltjesfysica doet een aantal voorspellingen over het higgsdeeltje. Ten eerste heeft het higgsdeeltje geen spin. Ten tweede heeft het deeltje een even pariteit, wat betekent dat zijn golffunctie symmetrisch is onder een spiegeling. Het higgsdeeltje interageert daarnaast niet rechtstreeks met fotonen, maar de koppelingen aan de deeltjes die de zwakke kernkracht overbrengen (W- en Z-bosonen) hebben een precies gedefinieerde waarde. Ten slotte zijn de koppelingen van het higgsdeeltje aan quarks en leptonen evenredig met de massa van die deeltjes.

Grote zekerheid
De eerste twee voorspellingen, over spin en pariteit, kunnen getest worden door het verval van het higgsdeeltje te analyseren. Wanneer het higgs vervalt in andere deeltjes is de hoek waaronder die nieuwe deeltjes ontsnappen tekenend  voor de spin en pariteit van het higgs. Nikhef-onderzoekers hebben leidende rollen in de analyse van higgsverval naar twee W- of twee Z-deeltjes. Analyse van hun data laat zien dat het gevonden deeltje met een zekerheid van 99% geen spin heeft. De even pariteit is met 97% zekerheid bevestigd.

De koppelingen van het higgsdeeltje kunnen worden bepaald uit de hoeveelheid gedetecteerde higgsdeeltjes in de verschillende eindtoestanden waarin het deeltje kan vervallen. ATLAS heeft in 2013 voor het eerst eenduidig aangetoond dat het higgsdeeltje ook kan vervallen naar twee tau-leptonen.

Met behulp van mede op het Nikhef ontwikkelde fit-software zijn de higgskoppelingen gemeten. Binnen de meetnauwkeurigheid kloppen deze met de theoretische voorspellingen. Zonder twijfel zijn deze metingen een cruciale factor geweest in de toekenning van de Nobelprijs voor Natuurkunde 2013 aan Francois Englert en Peter Higgs.

Bekijk de film 'Higgs: Naar het hart van de verbeelding'.
In 2013 besteedde het Klokhuis een aflevering aan het Nikhef-onderzoek.