We staan mogelijk aan de vooravond van een grotere ontdekking dan het higgsdeeltje en Einsteins zwaartekrachtsgolven. Eind 2015 bleek dat onderzoekers van de LHC-deeltjesversneller van Cern een onverwacht signaal in hun meetgegevens hadden gevonden. Inmiddels gonst het van de geruchten over de vondst van een nieuw elementair deeltje. Als dit klopt, dan betekent dat de eerste stap buiten het vertrouwde standaardmodel van de deeltjesfysica.
In december vorig jaar maakten Atlas en CMS, de twee grootste en onafhankelijke experimenten van Cern, bekend dat meetgegevens van hun detectoren iets bijzonders lieten zien: een ‘hobbeltje’ in een grafiek op een onverwachte plek. Dit hobbeltje heeft te maken met het ontstaan van twee lichtdeeltjes op het relatief hoge energieniveau van 750 GeV. Wat dit betekent? ‘Mogelijk het ontstaan van een nieuw, zwaar deeltje’, legt onderzoeker Ivo van Vulpen van het Atlas-experiment uit.
Het enthousiasme onder deeltjesfysici is groot. Het huidige standaardmodel, dat verklaart hoe alle materie in het universum in elkaar zit, laat na de ontdekking van het higgsdeeltje namelijk geen ruimte voor nog een nieuw elementair deeltje. ‘Dit zou een uitbreiding van het standaardmodel betekenen’, zegt Van Vulpen. ‘Dat is iets waar men al heel lang op wacht.’
‘Er is heel veel mis met de p-waarde’
De p-waarde is tegenintuïtief en wordt vaak onjuist gebruikt, stelt wiskundige Rianne de Heide. We moeten naar een alternatief.
Achtste finale
De uitdaging waar de onderzoekers van Cern nu voor staan, is met heel hoge zekerheid vaststellen dat de metingen niet op toeval berusten. Om deze reden wordt de Moriond-conferentie in het Italiaanse La Thuille over twee weken een hele spannende. Daar presenteren Atlas en CMS de nieuwste resultaten van hun metingen. CMS heeft sinds december vorig jaar de beschikking over twintig procent meer gegevens. ‘Het gerucht gaat dat CMS op basis daarvan een nog grotere zekerheid kan presenteren’, zegt Van Vulpen.
Voorzitter van het CMS-experiment Jorgen D’Hondt loopt vooralsnog niet mee in de polonaise. ‘Het kan zijn dat over zes maanden blijkt dat we iets fantastisch hebben ontdekt, maar ook dat het niets blijkt te zijn’, zegt hij. ‘Als je het vergelijkt met de Champions League dan hebben we net de achtste finale gewonnen, maar we staan nog lang niet in de finale.’ Niettemin lijkt er alle reden voor enthousiasme. ‘De kans dat de metingen te verklaren zijn op basis van het standaardmodel, wordt steeds kleiner’, zegt Van Vulpen.
Nieuwe botsingen
Om uiteindelijk in de finale te komen, moeten eerst nog meer gegevens worden verzameld. Eind april gaat de LHC-deeltjesversneller weer aan en zullen opnieuw deeltjes gaan botsen. De eerste resultaten daarvan worden in de zomermaanden verwacht. De internationale conferentie over hoge-energiefysica op 3 augustus in Chicago vormt het toneel van de volgende knock-outronde op weg naar een eventueel nieuwe deeltje.
Als de metingen geen toeval blijken, dan betekent dat een revolutie in de deeltjesfysica. Een nieuw deeltje geeft mogelijk inzichten in tot nu toe onverklaarbare fenomenen zoals donkere materie. Als het nieuwe deeltje het graviton is, zou het zelfs de vurig gewenste toevoeging van zwaartekracht aan het standaardmodel betekenen. ‘Maar het blijft op dit moment bij speculeren’, zegt D’Hondt, die hoopt dat de Champions League uiteindelijk gewonnen wordt. ‘Dan hebben we met ons experiment precies gedaan waar we vanaf het begin op hoopten: het zetten van een succesvolle stap in het onbekende.’
Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.
Lees verder: