Supersymmetriemodel op losse schroeven door 'schoonheidsquark'

Het heersende standaardmodel van de deeltjesfysica is opnieuw bevestigd. Het 'supersymmetriemodel' dat moet dienen als alternatieve uitleg van de basisanatomie van het universum staat op losse schroeven.

Wetenschappers rapporteren bewijs van deeltjesactiviteit op sub-atomisch niveau, dat klopt met het breed geaccepteerde standaardmodel van de deeltjesfysica. 

De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het julinummer van Nature Physics, schrijft Phys.org maandag.

De nieuwe data werden verkregen door protonenbotsingen op ultrahoge snelheid in deeltjesversneller Large Hadron Collider (LHC) van onderzoeksinstituut Cern. In deze gegevens is te zien dat een exotisch quarkdeeltje zich gedraagt op een manier die wordt voorspeld door het standaardmodel.

Standaardmodel

Het standaardmodel is de breed geaccepteerde theorie van alle fundamentele deeltjes waaruit materie bestaat en van de krachten waaraan zij onderhevig zijn.

Dit model kan niet alles verklaren: het biedt bijvoorbeeld geen inzicht in de donkere materie en donkere energie waaruit 95 procent van het universum bestaat.

Ook is het standaardmodel niet te verenigen met de relativiteitstheorie van Einstein: zwaartekracht zoals wij die kennen lijkt niet te werken op een sub-atomisch quantumniveau.

Quarks

Quarks zijn de kleinst bekende bouwstenen in het universum. Ze dienen als basis voor protonen en neutronen. Die vormen op hun beurt atomen.

Er zijn zes types quarks. De meest voorkomende quarks staan bekend als 'up' (omhoog) en 'down' (beneden). De anderen worden 'charme', 'vreemd', 'schoonheid' en 'top' genoemd.

De 'schoonheidsquark' is zwaarder dan de up- en down-quarks en kan van vorm veranderen. Meestal wordt het deeltje na zo'n transformatie een charme-quark, maar in zeer zeldzame gevallen verandert het in plaats daarvan in een up-quark.

De wetenschappers hebben nu (voor het eerst) gemeten hoe vaak die bijzondere verandering plaatsvindt.

Standaardmodel versus supersymmetriemodel

Vorige pogingen om de zeldzame transformatie van de schoonheidsquark naar up-quark te observeren leverden tegengestelde resultaten op. Dit deed het vermoeden ontstaan dat het standaardmodel van de deeltjesfysica niet meer voldeed.   

Supersymmetrie is een van de alternatieve theorieën die is opgesteld om die gebreken van de standaardtheorie uit te leggen. De theorie stelt het bestaan voor van een zwaarder 'broertje' voor elk deeltje in het universum.

Wanneer waar, zou dat een verklaring kunnen zijn voor bijvoorbeeld donkere materie en donkere energie.

Maar volgens Guy Wilkinson, het hoofd van het 'schoonheidsexperiment', zijn de nieuwste resultaten die in de LHC werden gevonden "volledig strokend met het standaardmodel". 

Dit maakt de geschiktheid van de supersymmetrie-theorie als vervanging voor het standaardmodel aanmerkelijk minder waarschijnlijk. 

"Het zou natuurlijk heel opwindend zijn als we konden laten zien dat er iets fout is aan het standaardmodel", zegt Wilkinson tegen persbureau AFP. "Ik kan niet ontkennen dat dit sensationeel zou zijn geweest."

Dagelijkse nieuwsbrief

Dagelijkse nieuwsbrief
Elke ochtend rond 6.00 uur weten wat het nieuws wordt?
Tip de redactie