24 augustus 2019

Spelen Higgs bosonen een rol in het overschot van materie boven antimaterie?

Er is in het heelal veel meer materie dan antimaterie. Gelukkig maar, want als materie en antimaterie bij elkaar komen annihileren ze elkaar en in een wereld met evenveel materie als antimaterie zou het slecht vertoeven zijn. Toch is het vreemd dat er een materieoverschot is, want in theorie zouden materie en antimaterie tijdens de oerknal, waarmee 13,8  miljard jaar geleden het heelal ontstond, in even grote hoeveelheden moeten voorkomen. Beiden zouden toen met elkaar moeten annihileren en dan zou er alleen maar licht moeten zijn overgebleven. Maar door één of andere oorzaak bleef er meer materie over dan antimaterie1 en uit dat restant materie zijn later alle sterrenstelsels vol met sterren ontstaan, inclusief planeten, manen en… wij. Al sinds de jaren zestig buigen natuurkundigen zich over de vraag wat die oorzaak precies geweest is en het was de Sovjet-geleerde Andrei Sacharov die als eerste aan kwam zetten met de CP schending. CP staat voor Charge Parity, lading pariteit en het wil zeggen dat de veronderstelde symmetrie tussen een deeltje met een bepaalde lading en een deeltje met een tegengestelde lading wordt geschonden.

Een viertal onderzoekers heeft nu het idee opgevat dat het Higgs boson ook wel eens een rol gespeeld zou kunnen hebben in het materieoverschot. Higgs bosonen zijn in 2012 met de Large Hadron Collider (LHC) ontdekt, maar over de precieze eigenschappen van het deeltje is nog weinig bekend. In 2013 ging de LHC dicht vanwege een grootscheepse upgrade van de apparatuur en in maart 2015 moet ‘ie weer van start gaan, met een dubbele botsingsenergie van de protonen, die door de 27 km lange deeltjesversneller gaan – Run 2 wordt dat genoemd. In een artikel dat op de ArXiv verscheen betoogt het viertal dat het mogelijk zou moeten zijn om met Run 2 in het verval van Higgs bosonen in tau deeltjes, dat zijn zware varianten van het elektron, te ontdekken of Higgs bosonen een rol spelen in CP schending en daarmee in het materieoverschot in het heelal. Door het meten van de hoek waarmee die tau deeltjes wegschieten van de plek waar de Higgs bosonen ontstaan en een fractie van een seconde weer vervallen (zie de afbeelding hierboven) zou dit te bepalen zijn. Daarom doen ze nu voorstellen waar de onderzoekers, die straks weer met de ATLAS- en CMS-detectoren aan de slag gaan om de protonenbotsingen te bekijken, allemaal op moeten letten. Bron: Science Daily.

  1. De verhouding was ongeveer dat er op iedere 10.000.000.001 deeltjes gewone materie 10.000.000.000 deeltjes antimaterie waren.  De 10.000.000.000 deeltjes materie en 10.000.000.000 deeltjes antimaterie annihileerden tot licht, één deeltje van gewone materie bleef over. Al de resterende deeltjes gewone materie vormden de basis voor de later te vormen clusters van sterrenstelsels. []

Speak Your Mind

*

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