Jawel, het Higgs boson en top quark zijn verbonden aan elkaar

De twee allerzwaarste elementaire deeltjes, het Higgs boson (124 GeV in massa) en het top quark (maar liefst 172 GeV), blijken daadwerkelijk verbonden te zijn aan elkaar, zo blijkt uit metingen gedaan met de grote CMS en ATLAS detectoren, die gekoppeld zijn aan de Large Hadron Collider (LHC), ’s werelds grootste deeltjesversneller bij Genève. Bij de LHC knallen ze protonen, die met bijna de lichtsnelheid door de 27 km lange versneller razen, tegen elkaar aan, bij Run 1 nog met botsingsenergieën van eerst 6 en toen 7 TeV, bij Run 2 bij 13 TeV, en bij die botsingen ontstaan heel veel verschillende soorten deeltjes. In 2012 was al duidelijk dat één van die deeltjes het Higgs boson moest zijn, het deeltje dat in 1964 al door een klein groepje natuurkundigen was voorspeld, onder andere door Peter Higgs, wiens naam verbonden is aan het boson, het laatste bouwsteentje van het Standaard Model van de natuurwetenschap.

Volgens de theorie van Higgs et al zou het Higgs boson de manifestatie zijn van het alomaanwezige Higgs veld en elementaire deeltjes zouden dat veld op verschillende wijzen ervaren, hoe meer interactie met het veld des te meer massa zouden ze van het Higgs boson krijgen. Met de LHC kon men die interactie tussen Higgs boson en elementaire deeltjes prachtig waarnemen, behalve dan met het zesde en zwaarste quark, het in 1995 met de Tevatron (VS) ontdekte top quark. Tot nou toe dan. Want met de CMS detector werd enkele maanden terug al waargenomen dat bij proton botsingen ^[1]protonen zijn geen elementaire deeltjes. Ze bestaan uit drie lichte quarks en gluonen. Feitelijk zijn het twee gluonen die de top quarks en Higgs bosonen creëren. koppels van Higgs bosonen en top quarks ontstonden en dat blijkt nu ook door de andere detector te zijn gedaan, de kathedraal-grote ATLAS detector.

De deeltjes in dit ttH kanaal, zoals de natuurkundigen het noemen, zijn zeer kortlevend. Na fracties van een seconde vervallen ze al weer in andere deeltjes en die kunnen met de gevoelige sensoren van de detectoren worden waargenomen (zie de afbeelding hieronder).

Uit de metingen blijkt dat het higgsdeeltje zich tijdens de interactie met de topquarks net niet helemaal volgens het Standaard Model gedraagt, maar dat zou ook een meetfout kunnen zijn. Met behulp van meer gegevens, welke eind dit jaar beschikbaar komen, zou men kunnen weten of het echt een meetfout is of dat er werkelijk een afwijking (anomalie) is van SM. Hier zijn de twee vakartikelen van ATLAS en CMS over de metingen aan het ttH kanaal:

ATLAS

CMS

Bron: Francis Naukas + Symmetry Magazine