Experimenten LHC melden (nog) geen nieuwe fysica

kijkmagazine

2015-12-15 17:29:27

CMS

Vandaag maakten de teams achter de twee grote LHC-experimenten hun nieuwste resultaten bekend. Daar zit een intrigerend bobbeltje tussen – maar niets wat ook maar in de buurt komt van een ontdekking.

De afgelopen dagen kwam de natuurkundige geruchtenmolen weer eens op gang. De twee grote experimenten waarmee in deeltjesversneller LHC botsingen worden bestudeerd, CMS en ATLAS, zouden vandaag bewijs voor een nieuw deeltje bekendmaken, zo werd her en der beweerd. Helaas bleef een spectaculaire aankondiging uit. Wel zien beide experimenten een ‘bobbeltje’, dat bijvoorbeeld zou kunnen wijzen op een tweede higgsdeeltje.

Zwaarder broertje?

Het experiment CMS (zie foto) maakte als eerste de resultaten bekend die werden verzameld bij de bijna verdubbelde botsingsenergie van 13 tera-elektronvolt (TeV). Woordvoerder Jim Olsen meldde dat er vooralsnog geen tekenen zijn gevonden van minuscule zwarte gaten of andere exotische verschijnselen. Verder kon hij de afgelopen zomer gemelde sporen van nieuwe deeltjes niet bevestigen. (Uitgesloten zijn deze deeltjes daarmee overigens ook niet, meldt deeltjesfysicus Tristan du Pree via Twitter.)

Toen kwam het stukje waar het gerucht van afgelopen weekend zich op richtte: een nieuw bobbeltje in de data. Dat zou kunnen wijzen op een deeltje met een massa van circa 750 GeV (ter vergelijking: het proton weegt ongeveer 1 GeV), dat vervalt naar twee fotonen (‘lichtdeeltjes’). Zo’n verval is voor veel deeltjes geen optie. Een kandidaat waar dat wél voor geldt, is bijvoorbeeld een zwaarder broertje van het in 2012 ontdekte higgsdeeltje. Alleen: een ‘normaal’ higgsdeeltje vervalt ook naar andere deeltjes, meldt deeltjesfysicus Freya Blekman via Twitter – en daar is rond 750 GeV weer niets van gezien. Kortom: een uiterst intrigerend bobbeltje.

Niet sterk genoeg

Helaas werd vandaag duidelijk dat het bobbeltje in kwestie niet sterk genoeg is om het op dit moment al te serieus te nemen. Hier komt het beruchte getalletje sigma om de hoek kijken. Kort door de bocht: hoe groter dat getalletje is, hoe kleiner de kans dat de bijbehorende waarneming op toeval berust. Binnen de deeltjesfysica houdt men daarbij de (vrij strenge) norm aan dat een resultaat vanaf een sigma van 3 interessant wordt. Pas bij een sigma hoger dan 5 mag je officieel van een ontdekking spreken.

Maar CMS kwam met de nieuwe LHC-data niet verder dan een sigma van 1,2. Als er ook oudere data worden meegenomen, is de score 1,7 sigma; nog steeds geen indrukwekkende waarde. ATLAS, dat meer nieuwe LHC-data kon bestuderen dan CMS, zag eveneens iets bij 750 GeV, meldde woordvoerder Marumi Kado – maar ook hier bleven de sigma’s steken bij 1,9 tot 2,3.

(Er werden in zowel het CMS- als het ATLAS-praatje ook hogere sigma-waarden genoemd; tot 3,9 zelfs. Bij die getallen was echter een belangrijk effect niet meegenomen: het look-elsewhere effect. Dat houdt in dat een bobbel in de data op één bepaalde plek een stuk minder verrassend is als je heel veel verschillende plekken hebt bekeken. Corrigeer je voor dat effect, dan krijg je de hierboven genoemde, lagere waardes.)

Afwachten

Kortom, beide experimenten zien iets geks bij 750 GeV – maar er zijn toch echt meer waarnemingen nodig om te mogen hopen op een nieuw deeltje. Afwachten dus totdat de teams achter ATLAS en CMS meer data hebben geanalyseerd. Wie weet verdwijnt het bobbeltje dan – of blijken we toch te maken te hebben met sporen van een tweede higgsdeeltje of iets dergelijks.

Bronnen: CMSOf Particular Significance, Twitter

Beeld: CERN







De nieuwste editie

ook online te bestellen

Nummer 12




Meer Nieuws