Credit: CERN
Vorig jaar werd het illustere Higgs-deeltje eindelijk gevonden, tot grote vreugde van iedereen binnen de wereld van de deeltjesfysica. Natuurlijk vervult de Higgs een belangrijke rol in onze kennis van de materie zelf, maar het lijkt erop dat de Higgs ons ook belangrijke inzichten kan verschaffen in de expansie van het heelal en de gebeurtenissen tijdens de eerste seconden na de oerknal.
Een nieuwe theorie stelt dat de eigenschappen van het Higgs-boson geschikt zijn om een verklaring te vormen voor het snelle uitdijen van het heelal in de eerste nanoseconden na de oerknal. Deze theoretische fase wordt inflatie genoemd, waarbij het universum (binnen een fractie van een seconde) uniform groter werd met een factor 10^26 – dit vormt een verklaring voor de homogene, gelijkmatige verspreiding van de materiedichtheid op grote schaal in het huidige heelal. Helaas is de inflatietheorie niet overal met open armen ontvangen – veel natuurkundigen zijn van mening dat de zwaartekracht deze vroege uitdijing tegengewerkt zou moeten hebben, waardoor de mate van expansie werd afgeremd voordat het heelal zo groot kon worden.
Een team van natuurkundigen beweert nu met een acceptabele verklaring te zijn gekomen. Volgens hen heeft het Higgs-boson vlak na de oerknal allerlei vreemde eigenschappen gehad – eigenschappen die de oorzaak kunnen vormen van zowel de snelheid als de schaal van de snelle expansie. Vlak na de oerknal zou het Higgsveld bijzonder gecondenseerd moeten zijn geweest, op een manier dat erna niet meer is voorgekomen. Hierdoor zou de Higgs de natuurwetten verbogen hebben, hetgeen geresulteerd heeft in een flinke reductie van de kracht van de zwaartekracht. Tijdens deze periode, feitelijk een wiskundig principe dat een scale invariance wordt genoemd, zijn de omstandigheden geschikt voor de vorming van een nieuw deeltje: een massaloos boson dat een dilaton wordt genoemd. Het dilaton is een soort zusterdeeltje van de Higgs- ze hebben beide vergelijkbare eigenschappen. Toch zouden de eigenschappen van het dilaton beter geschikt zijn voor een verklaring van donkere energie, de mysterieuze kracht die het heelal steeds sneller doet uitdijen. Nu dat de Higgs gevonden is, wordt het tijd om de Large Hadron Collider in te zetten om meer te weten te komen over dit hypothetische deeltje. Dit zou belangrijke inzichten kunnen verschaffen in twee van de grootste mysteries in de huidige natuurkunde. Bron: Higgs-Dilaton Cosmology: From the Early to the Late Universe
Credit: EPFL.
Nooit van de Higgs gehoord? Hier vind je alles wat je moet weten. Aanvullend leesvoer:
- The Higgs boson might explain the origins of the universe and dark energy – Could the Higgs Boson Explain the Size of the Universe?.
