Wijst het Higgs-verval op een supersymmetrisch top quark bij 300 GeV?

De historische bekendmaking van de ontdekking van het Higgs boson is nog maar net achter de rug of er wordt al druk gespeculeerd over nieuwe uitdagingen en mogelijke ontdekkingen – “Now we have the Higgs boson, what’s next?“. Velen denken dat de ogen nu gericht zullen worden op vraagstukken als wat is precies donkere materie, wat is donkere energie, is er supersymmetrie en waarom is er meer materie dan antimaterie in het heelal. CERN zal dit jaar in ieder geval 100% bevestigd willen zien dát het nieuw ontdekte deeltje een Higgs boson is en CERN-bobo Rolf Heuer heeft al aangegeven dat de tijd dat de Large Hadron Collider bezig is met protonenbotsingen met drie maanden wordt verlengd. De LHC zou in december 2012 stoppen en dan een lange onderhoudsperiode ingaan, gericht om de botsingsenergie op te krikken van 8 TeV naar de oorspronkelijk bedoelde 14 TeV, maar dat stoppen gebeurt pas voorjaar 2013. Eén van de zaken die natuurkundigen na de bekendmaking opviel was dat er afwijkingen waren geconstateerd in de wijze waarop het Higgs boson vervalt in andere deeltjes. De mate waarin het Higgs boson vervalt in twee fotonen (kortweg: H -> γγ) blijkt iets hoger te zijn dan wat het Standaard Model voorspelt en de mate waarin dat gebeurt voor het verval in W- en Z-bosonen en in tau-leptonen is juist iets lager. Dat tekort in het WW-kanaal – zoals het technisch heet – doet de vraag rijzen of er echt wel een scalar deeltje met spin 0 is ontdekt. Eén van de meest interessante consequenties van de afwijkingen van het  verval van het Higgs deeltje is de mogelijkheid dat dit wijst op het bestaan van een supersymmetrische variant van het top quark, het zogenaamde stop-deeltje, aldus de natuurkundigen Dan Hooper en Matthew Buckley at Fermilab. In de afbeelding is dat het deeltje. Morgen zullen ze hun vakartikel hierover op het arXiv gooien, maar nu¹ al wordt er flink over gespeculeerd. Het ‘gewone’ top quark is het zwaarste van de zes quarks en z’n massa is 172,9 ± 1,5 GeV. Hooper en Buckley denken dat de stop een massa van 300 GeV moet hebben, ongeveer 300 keer de massa van een proton en 2,4 keer zo zwaar als een Higgs boson. De theorie van supersymmetrie leek vorig jaar een zachte dood te zijn gestorven, toen bij de experimenten met de LHC geen enkel signaal voor het bestaan er van te zien was. Met de vondst van het Higgs boson lijkt een soort van revival te hebben plaatsgevonden. Veel natuurkundigen zien wel iets in de theorie van de supersymmetrie – waarbij ieder gewoon elementair deeltje een supersymmetrische zware partner moet hebben – omdat het anders dan het Standaard Model wél een verklaring kan geven voor het bestaan van donkere materie. Bron: Physics Central.

Noot:

1. Niet alleen nu trouwens, eerder werd er ook al over gespeculeerd. [↩]