Hongaarse natuurkundigen hebben mogelijk een nieuw deeltje ontdekt dat verantwoordelijk is voor een onbekende vijfde fundamentele natuurkracht. Fysici verwachten dat andere experimenten binnen een jaar zullen onthullen of het deeltje inderdaad bestaat.

Natuurkundigen van de Hungarian Acadamy of Sciences publiceerden de mogelijke vondst van het deeltje al in januari dit jaar in vakblad Physical Review Letters. Het resultaat werd echter nauwelijks opgemerkt, totdat vakgenoten van de University of California de metingen van de Hongaren onlangs nogmaals analyseerden. In een artikel op voorpublicatiesite ArXiv bevestigen de Amerikanen dat het resultaat wijst op het bestaan van een nieuw deeltje dat een vijfde natuurkracht produceert.

Het standaardmodel van de deeltjesfysica beschrijft vier fundamentele natuurkrachten. Elke kracht wordt veroorzaakt door een of meerdere deeltjes, de zogeheten ijkbosonen. Het foton is in het model verantwoordelijk voor de elektromagnetische kracht, het gluon voor de sterke kernkracht, het W- en Z-boson voor de zwakke kernkracht en het tot dusver onontdekte graviton voor de zwaartekracht.

Baseer wiskundeopgaven op maatschappelijke kwesties
LEES OOK

Baseer wiskundeopgaven op maatschappelijke kwesties

Wanneer wiskunde wordt gekoppeld aan vragen die voor leerlingen relevant zijn, kan dat he ...

Verklaring voor donkere materie

Natuurkundigen speculeren al jarenlang over het bestaan van een boson dat een vijfde natuurkracht produceert. Een extra krachtdragend boson zou onder andere een verklaring bieden voor donkere materie, het mysterieuze goedje waar het gros van het heelal volgens fysici vol mee zit.

Op zoek naar het nieuwe deeltje vuurden de Hongaren in een deeltjesversneller protonen en lithiumatomen op elkaar af. Daarbij kwamen radioactieve berylliumkernen tevoorschijn, die onmiddellijk vervielen in koppels van elektronen en anti-elektronen, oftewel positronen.

positron spectrometer
De positronspectrometer waarmee de Hongaren het deeltje zouden hebben opgemerkt. Bron: MTA-Atomki

De Hongaren zagen dat opmerkelijk veel koppels onderling een hoek van ongeveer 140 graden hadden. Volgens zowel de Hongaarse als de Amerikaanse natuurkundigen kan dit piekje alleen verklaard worden door het ontstaan van een nieuw deeltje.

Het nieuwe deeltje zou een massa hebben van ongeveer 17 mega-elektronvolt. De Amerikanen denken dat het deeltje een zogeheten protofobisch X-boson is. Het deeltje dankt zijn naam aan zijn schuwheid voor protonen. Het bindt zich namelijk louter aan neutronen en elektronen. De kracht die het deeltje veroorzaakt, werkt op afstanden van slechts enkele keren de breedte van een atoomkern. Dat is de reden dat het deeltje nauwelijks waarneembaar is.

Andere experimenten, waaronder het LHCb-experiment in deeltjeswalhalla Cern, zoeken momenteel eveneens naar het voorgestelde deeltje. Ze verwachten het bestaan van het deeltje en de bijbehorende vijfde natuurkracht binnen een jaar te kunnen bevestigen of ontkrachten.

Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.

Lees verder: