Higgs Boson Bevestigt Opnieuw Het Heersende Fysica-Model

{h1}

Het higgs-deeltje vervalt in fermies bekend als tau-leptonen, waarmee het standaardmodel nog eens wordt bevestigd.

Noot van de redacteur: dit verhaal is bijgewerkt om 19.20 uur. E.T.

Voor een subatomair deeltje dat bijna 50 jaar verborgen bleef, blijkt het Higgs-deeltje zich opmerkelijk goed te gedragen.

Nog meer bewijs van 's werelds grootste deeltjesversneller, de Large Hadron Collider (LHC) in Zwitserland, bevestigt dat het Higgs-deeltje, bedacht om te verklaren waarom andere deeltjes massa hebben, precies werkt zoals voorspeld door het standaardmodel, de dominante fysica theorie dat beschrijft de menagerie van subatomaire deeltjes waaruit het universum bestaat.

"Dit is precies wat we van het standaardmodel hebben verwacht", zegt Markus Klute, een fysicus aan het Massachusetts Institute of Technology en een van de onderzoekers die betrokken zijn bij de Higgs-zoektocht.

De nieuwe resultaten laten zien dat het Higgs-deeltje vervalt in subatomaire deeltjes die materie dragen, fermionen genoemd - in het bijzonder vervalt het in een zwaarder broeddeeltje van het elektron dat een tau-lepton wordt genoemd, zei Klute. Dit verval is voorspeld door het standaardmodel. Toch zijn de bevindingen een beetje een teleurstelling voor fysici die hoopten op hints van volledig nieuwe fysica. [Top 5 implicaties van de Higgs Boson-ontdekking]

Goddeeltje ontdekt

Op 4 juli 2012 maakten wetenschappers van de LHC bekend dat ze het Higgs-deeltje hadden gevonden, een ongrijpbaar deeltje dat 50 jaar geleden voor het eerst werd voorgesteld door de Engelse natuurkundige Peter Higgs. In de opvatting van Higgs, in het knipperen na de oerknal, ontstond een energieveld, nu het Higgs-veld genoemd, dat massa aan de subatomaire deeltjes geeft die er doorheen kruipen. Deeltjes die "kleveriger" zijn en meer vertragen tijdens het doorkruisen van het veld worden zwaarder.

Omdat subatomaire deeltjes materiedragers zijn die fermionen worden genoemd, zoals elektronen en protonen, of krachtdragende deeltjes die bosonen worden genoemd, zoals fotonen en gluonen, impliceert het bestaan ​​van het Higgs-veld een geassocieerd krachtdragend deeltje, het Higgs-deeltje, dat is als een rimpel in dat veld, zei Klute.

De ontdekking van 2012 liet er weinig twijfel over bestaan ​​dat het Higgs-deeltje bestaat, en Higgs en zijn collega, François Englert, wonnen de Nobelprijs voor de theorie in 2013. Maar er waren nog steeds veel onbeantwoorde vragen. Is er een Higgs-boson of een veelvoud? Als er meerdere zijn, wat zijn hun massa? En hoe gedragen deze Higgs met verschillende smaak zich? [Nature's Tinyest Particles Dissected (Infographic)]

Goed opgevoed deeltje

Om die vragen te beantwoorden, moesten fysici nog steeds tonnen gegevens van de LHC doorzoeken, die de protonen tot net onder de lichtsnelheid versnelden en ze vervolgens samen verpletterden, waardoor een regen van subatomaire deeltjes ontstond.

Van de miljarden botsingen geproduceerd door de LHC elke seconde, hadden slechts een paar honderd de kenmerkende energieniveaus geassocieerd met het Higgs-deeltje, zei Klute.

Toen de LHC-medewerkers die Higgs-gebeurtenissen analyseerden, ontdekten ze dat ongeveer 6 procent van de ongrijpbare deeltjes in tau-leptonen vergaan, vertelde Klute aan WordsSideKick.com. En hoewel niet onverwacht, tonen de nieuwe resultaten geen hint van extra Higgs-bosonen die geloof hechten aan alternatieve theorieën zoals supersymmetrie, die voorspelt dat elk deeltje dat momenteel bekend is, een 'superpartner' heeft met enigszins andere eigenschappen.

Onbeantwoorde vragen

Het idee dat de Higgs tot tau-lepton vervallen, werd na de oprichting enigszins op het standaardmodel geplakt, maar deze "ad hoc toevoeging aan het standaardmodel blijkt hoe de natuur het doet", zei Klute.

Maar er zijn nog een paar stukken over om het beeld te completeren dat voorspeld is door het Standaardmodel, zei Nitesh Soni, een deeltjesfysicus aan de Universiteit van Adelaide in Australië, die in de LHC aan een ander experiment werkt dat zich richt op vergelijkbare fysische vragen.

"Er wordt voorspeld dat de Higgs zullen vervallen in sommige andere deeltjes, maar die hebben relatief kleinere vervalsnelheden en hogere achtergrond" ruis, waardoor het te moeilijk wordt om die deeltjes uit de huidige dataset te detecteren, zei Soni.

Nieuwe fysica?

Hoewel het standaardmodel verbluffend succesvol is in het voorspellen van gedrag in het subatomaire rijk, moet er meer aan de natuurwetten zijn, zei Klute.

Het standaardmodel kan bijvoorbeeld donkere materie of het bestaan ​​van de zwaartekracht niet verklaren. Dus het gebrek aan bewijs voor iets nieuws is een beetje teleurstellend, zei Klute.

"Ik hoopte dat we al een nieuwe fysica zouden vinden," zei Klute.

Maar hij geeft de hoop nog niet op. De jacht op nieuwe deeltjes zal doorgaan als de LHC in 2015 weer op veel hogere energieën wordt aangezet, zei Klute.

De nieuwe analyse van de LHC-gegevens werd gisteren (22 juni) gepubliceerd in het tijdschrift Nature Physics.

Noot van de redacteur: dit verhaal is bijgewerkt om informatie over het onderzoek van Nitesh Soni toe te voegen.

Volg Tia Ghose op tjilpen en Google+. Volgen WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel op WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com