4 oktober 2022

Higgs-deeltje binnen bereik Amerikaanse deeltjesversneller

De Amerikaanse deeltjesversneller Tevatron

Credit: FNAL

De bouwers van de Large Hadron Collider (LHC) in Geneve zullen deze week wel slapeloze nachten hebben gekregen. Vanuit Amerika kwam namelijk het bericht dat uit experimenten met de Collider Detector at Fermilab (CDF) blijkt dat de theoretische bovenmassa van het Higgs-deeltje 153 GeV/c2 bedraagt (ter vergelijking: de massa van een proton is 1 GeV/c2, dus het is een zéér zwaar deeltje). En laat die 153 geV/c2 nou net binnen het bereik zijn van de Tevatron! Dat is de deeltjesversneller die de Amerikanen aan het verbouwen zijn (hij bestaat al jaren, maar krijgt nu een facelift) en die eerder gereed zal zijn dan de Europese LHC, die pas in december dit jaar van start zal gaan. Tot nu toe dacht men dat de bovengrens van de massa bij 166 geV/C2 lag. De Tevatron kan in theorie 170 GeV/c2 halen, maar in de praktijk wordt alles boven de 155 GeV/c2 erg lastig. Maar met die 153 GeV/c2 komt het massa wel heel erg binnen het bereik van de Tevatron. En daar zijn ze in Genéve, waar ze die LHC aan het bouwen zijn, niet blij mee. Wie het Higgs deeltje ontdekt wordt minimaal Nobelprijswinnaar en in natuurwetenschappelijke kringen bijhaast onsterfelijk. Als de LHC in december van start gaat (met nadruk op á ls) dan zou een massa van 170 GeV/c2 of zelfs daarboven voor deze miljarden kostende machine geen probleem zijn. Maar ja, het blijft balen als je de ontdekking van het Higgs deeltje alleen maar kunt bevestigen. Er is overigens ook een ondergrens voor de massa van het Higgs deeltje berekend, namelijk 114 GeV/c2.Alle inspanningen van de natuurwetenschappers zijn erop gericht om dat Higgs boson te ontdekken, het mysterieuze deeltje dat verantwoordelijk is voor het feit dat alle elementaire deeltjes massa hebben.

Peter Higgs, bedenker van het Higgs-deeltje

Credit: Peter Tuffy

Het deeltje is in 1964 bedacht door de Britse natuurkundige Peter Higgs. De deeltjes met zijn naam zijn dragers van het zgn. Higgsveld, dat in de hele universum aanwezig is. Dat Higgsveld is weer iets dat onderdeel uitmaakt van het Standaardmodel van de elementaire deeltjes (lang verhaal om dat weer helemaal uit te leggen, dus kijk effe op die wikipediapagina). De bovengrens van de massa van het Higgs deeltje werd op indirecte wijze bepaald doordat in de CDF de massa van het zogenaamde W Boson heel nauwkeurig werd bepaald: 80,413 +/- 0,048 GeV/c2, d.w.z. een onzekerheidsmarge van slechts 0.06 percent. Het W Boson is een kortlevend deeltje dat te maken heeft met de zwakke wisselwerking. De massa van het W Boson en het Higgs deeltje hebben op de één of andere manier met elkaar te maken en daarom levert bepaling van de massa van het ene deeltje informatie op over de massa van het andere deeltje.

De uitkomsten van het CDF-experiment in een grafiek

Credit: FNAL/CDF

et nieuws van het Fermilab werd overigens afgelopen maandag 8 januari wereldkundig gemaakt. De dag ook dat ene Adrianus V de respectabele leeftijd bereikte van 46 jaartjes. Op m’n werk kreeg ik behalve veel zoenen ook een boekenbon en ik dacht toen ik met de trein terug naar huis reed direct ‘hé, laat ik daar es wat mee gaan doen’. Bij de Bruna op het station kwam ik o.a. de laatste Scientific American tegen (de Nederlandse versie welteverstaan) en die heb ik er voor gekocht. Onder andere vanwege een artikel over……het Higgs deeltje. Goh, da’s toch wel toevallig! Het is een interview met Els Koffeman, bijzonder hoogleraar instrumentatie in de deeltjesfysica, die mee heeft gewerkt aan de detector van het LHC om die Higgs deeltjes op te snorren. Oeps, ik hoop dat Els nog een beetje kan slapen na dat bericht vanuit het Fermilab 😉 . Bron: NRC-handelsblad 11 januari 2007 / Fermilab.

Comments

  1. f.v..leeuwen zegt

    Els kan rustig gaan slapen.Als de amerikanen daarachter gekomen zouden zijn;dan hadden ze dat nooit bekendgemaakt.

  2. Je bedoeld dat àls ze het Higgsdeeltje zouden hebben gevonden ze dat niet bekend zouden maken? Lijkt mij erg sterk, da’s toch nieuws nummero 1.

  3. Hannes zegt

    Zwaartekracht is een continue kracht. Er is een voortdurende stroom virtuele deeltjes nodig die materialiseren als reële (Higgs-)deeltjes. Ben benieuwd hoe men gaat verklaren hoe de wisselwerking verloopt tussen 2 atomen. Higgsdeeltjes mogen elkaar ook op geen enkele wijze storen, aangezien er sprake is van een zwaartekrachtsconstante.
    Zodra de Higgs-deeltjes “materialiseren” heb je een probleem – er wordt massa toegevoegd aan dit heelal. Natuurkundig gezien praktisch onwerkbaar, maar ik heb niets tegen de zoektocht zelf.

  4. f.v..leeuwen zegt

    Ik bedoel ermee te zeggen dat ze dan met bewijzen zouden zijn gekomen.

  5. Oh op die manier. Helder.

  6. f.v..leeuwen zegt

    vraag:je zegt:zwkracht is een contiue kracht.maar die is toch op elk punt in het heelal verschillend?d.w.z dat de reactie van de deeltjes ook elke keer anders is?Ik vergelijk het maar met een flipperkast.

  7. Eh… da’s een vraag voor Hannes neem ik aan?

  8. f.v..leeuwen zegt

    ja

  9. Hannes zegt

    Als de zwaartekracht niet voortdurend aanwezig is stuiter je op het aardoppervlak heen en weer. Omdat je steeds hetzelfde weegt moet er een constante energiestroom zijn over en weer, en dit vereist dus ook een constante uitwisseling van Higgs-bosonen.
    Elk Higgsdeeltje heeft een energie van 178 GeV (uiterst gering) en de uitwisseling zelf moet met een statistische chaotische regelmaat plaatsvinden (zoals QM altijd voorschrijft).
    Als het Higgsdeeltje niet gemeten kan worden zou de zwaartekracht niet kunnen worden gequantificeerd, zoals lichtquanten.
    In de natuurkunde rekent men natuurlijk graag met vaststaande grootheden, dus de vraag is of hier de wens niet de vader van de gedachte is.

  10. Eh.. paar opmerkingen: zwaartekracht wordt NIET veroorzaakt door het Higgs-boson, dus dat verhaal van Hannes van hierboven klopt m.i. niet. Als zwaartekracht gequantificeerd wordt spreekt men van gravitonen en dat zijn héél andere deeltjes dan Higgs-bosonen. Ten tweede die massa van 178 GeV. Op theoretische gronden vermoedt men dat de massa tussen 114,4 en 144 GeV ligt (http://en.wikipedia.org/wiki/Higgs_boson#Experimental_search).

  11. Hannes zegt

    Soms hebben halve waarheden meer effect, er reageert altijd iemand, sorry 😉
    Voor zover ik het als niet-natuurkundige begrijp.
    Het Higgs-deeltje is een wiskundige noodzaak in het standaard model om te verklaren dat het foton, de drager van de elektromagnetische kracht geen massa bezit, terwijl de W- en Z- bosonen van de zwakke kernkracht heel zwaar zijn. Aangezien je met fotonen all̩̩n de zwaartekracht tussen die bosonen niet kunt verklaren, moet je dat dus op een andere manier doen Рmet Higgs-deeltjes bijvoorbeeld (hebben dus zelf massa).
    Het bestaan van gravitonen zorgt voor de overdracht van die krachten onderling (deze hebben zelf geen massa).
    Omdat Einstein de zwaartekracht verbindt met ruimte-tijd en niet aan materie zelf kun je wiskundig alleen rekenen met krachten die hieraan niet verbonden zijn, dus lokale krachten. Je ijkt eerst alle (massaloze-)krachten door ze een bepaalde vrijheidswaarde te geven waarbinnen ze zich lokaal kunnen bewegen. Vervolgens kun je de werking van die overblijvende krachten toeschrijven aan het Higgs-boson.
    Volgens Einstein vervormt materie het ruimte-tijd bestel maar zijn de eigenschappen van de materie zelf niet de oorzaak van de vervorming.
    Omdat dit maar lastig is (men wil graag alle natuurkrachten koppelen met bosonen) is dit gehele concept afhankelijk van de ontdekking van het Higgs-deeltje.
    Zelfs al wordt het nooit aangetoond – men zal helaas door zelfverstrengeling van de belangen hieraan nooit toegeven, zolang men zoveel geld blijft pompen in het systeem.
    Overigens – de massa van het Higgsdeeltje is elke keer opnieuw theoretisch herberekend – zie o.a. http://noorderlicht.vpro.nl/artikelen/18013006/

  12. mauriced zegt

    hoezo is zwaartekracht continue? alleen omdat we niet op en neer stuiteren op de aarde.. echt het domste wat ik ooit gehoord hebt . . misschien is dat stuiteren zo klein dat we het niet kunnen meten of omdat het dingen dat het meet precies evenveel stuitert en de afstand gelijk blijft . . kortom ga een taal leren en stop met natuurkunde

  13. 😀 😀

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: