Een LHC-experiment heeft waarnemingen bekendgemaakt die mogelijk wijzen op het bestaan van een nieuw elementair deeltje.
Deze zomer alweer drie jaar geleden maakten de LHC-experimenten ATLAS en CMS groot nieuws bekend: ze hadden een nieuw deeltje gevonden dat heel goed het befaamde higgsdeeltje kon zijn. Vandaag stond echter op een grote deeltjesconferentie in Italië een ander, minder groot en wat minder bekend experiment in de schijnwerpers: LHCb. Dat zou namelijk weleens tekenen hebben kunnen zien van nóg een nieuw deeltje: Z’ (spreek uit zed prime).
Nieuwe kracht?
Net als zijn grotere en zwaardere broers ATLAS en CMS bestudeert LHCb botsingen tussen protonen die met bijna de lichtsnelheid door de tunnel van deeltjesversneller LHC schieten. Daarbij gaat het dit experiment vooral om processen waarbij zogenoemde bottomquarks betrokken zijn (vandaar de b in LHCb). Bij een zo’n proces, waarvan het diagram met wat fantasie lijkt op een pinguïn, is nu een kleine afwijking gevonden van wat je zou verwachten op basis van onze huidige theorie die alle bekende deeltjes en alle krachten behalve de zwaartekracht bevat: het standaardmodel.
Dit verschilletje, dat al in 2013 voorzichtig werd gemeld en nu robuuster is geworden, zou kunnen duiden op het bestaan van het genoemde Z’-deeltje. Nu is in mei 1983 al het Z-boson (zonder apostrof) ontdekt. Dit elektrisch neutrale deeltje hoort bij de zogenoemde zwakke kracht, die onder meer zorgt voor radioactief verval. Het nieuwe deeltje lijkt daarop, maar is een stuk zwaarder – en zou horen bij een nog niet eerder waargenomen natuurkracht.
Nog geen ontdekking
Maar het is belangrijk de vlag niet gelijk uit te hangen. Het gemeten signaal is weliswaar betrouwbaar genoeg om het serieus te nemen, maar nog lang niet sterk genoeg om van een ontdekking te mogen spreken. Wellicht dat daar echter verandering in komt wanneer de LHC vanaf eind, mei begin juni met een veel hogere energie deeltjes op elkaar laat botsen. Het LHCb-experiment zal dan uiteraard klaarstaan om te bekijken of deze verrassende waarneming sterker wordt en wellicht écht duidt op nieuwe natuurkunde, of toch weer verdwijnt naarmate er meer data wordt verzameld.
Bronnen: Nikhef, LHCb, CERN, Quanta Magazine