Standaardmodel der elementaire deeltjes (afb: WikiMedia Commons)

Het W-boson lijkt zwaarder te zijn dan volgens de heersende theorie is toegestaan. Als die meting klopt dat hebben deeltjesfysici een groot probleem en moeten op zoek naar een nieuwe theorie over elementaire deeltjes.
Er is onrust in de wereld van de mensen die zich met elementaire deeltjes bezighouden. De heersende theorie is hier het standaardmodel. In het Fermilab, een groot lab in Chicago, hebben natuurkundigen met grote precisie de massa van dat W-boson kunnen meten, een elementair deeltje dat ­betrokken is bij het radioactief verval van atoomkernen. De gemeten massa blijkt groter dan het standaardmodel aangeeft. Het deeltje was al zo zwaar: het W-boson is liefst tachtig keer zo ‘massaal’ als een waterstofkern (het al zware proton).
Als de meting wordt bevestigd dan zitten de deeltjesfysica met een groot probleem en lijkt het standaardmodel haar langste tijd te hebben gehad. De theorie van het allerkleinste is dan toe aan een grondige revisie. Dat kan ver gaan: als oplossing kunnen nieuwe deeltjes of zelfs nieuwe ­natuurkrachten worden voor­gesteld en misschien kan zo’n standaardmodel 2.0 dan wél een verklaring leveren voor het bestaan van donkere materie in het heelal en voor de bijzondere eigenschappen van de zwaartekracht – om maar een paar tekortkomingen van het huidige model te noemen.

Te vroeg

Toch is het nog te vroeg om het standaardmodel dood te verklaren, want het onderzoek in het Fermilab, waar over een periode van tien jaar miljoenen W-bosonen werden ‘gewogen’, was in feite al een vervolgexperiment, maar dan wel eentje met een heel andere uitkomst dan eerdere waarnemingen. Vorig jaar in de zomer kwamen deeltjesfysici van het Europese deeltjes­labo CERN in Genève nog uit bij een waarde van de W-bosonmassa die wél helemaal klopte met het standaardmodel. Ze hadden meetdata geanalyseerd van bosonen ­gecreëerd met de LHC-versneller (de krachtigste ter wereld). De gegevens dateerden al van 2016, want de LHC ligt al ­jaren stil voor aanpassingen.
De laatste jaren waren er al vaker aanwijzingen dat het standaardmodel ‘rammelde’. Het W-boson zou echter de spil van het standaardmodel zijn en daarmee cruciaal voor de houdbaarheid van het standaardmodel. Deeltjesfysici wachten in spanning af (of gaan aan de slag), want met het ontvallen van een (bruikbare) theorie valt ook de mogelijkheid tot voorspelling (wat er nog meer te vinden is) weg.

Bron: De Standaard