De kans dat het vermoedelijke higgsdeeltje dat op 4 juli werd aangekondigd toch niet bestaat, is de afgelopen weken nog wat kleiner geworden.

Op 4 juli was het dan eindelijk zover. Woordvoerders van de LHC-detectors CMS en ATLAS maakten bekend dat ze een nieuw deeltje hadden ontdekt dat heel goed het befaamde higgsdeeltje zou kunnen zijn, het deeltje dat (kort door de bocht) andere deeltjes hun massa geeft. Inmiddels hebben de teams achter beide detectors hun wetenschappelijke artikelen over de ontdekking online gezet. En daaruit blijkt dat de kans nóg kleiner is geworden dat het niet om een deeltje gaat, maar om een toevallige fluctuatie in de data.

Hoge lat

De kans dat het om zo’n statistische oprisping gaat, kun je weergegeven met de zogenoemde sigmawaarde. Een sigma van 1 betekent bijvoorbeeld dat de kans op toeval ongeveer 32 procent is, terwijl die kans bij een sigma van 2 al is afgenomen tot minder dan 5 procent. Binnen bijvoorbeeld de gezondheidswetenschappen en de psychologie wordt dat laatste al gezien als goed genoeg om met enig zelfvertrouwen over een bevinding te kunnen publiceren.

Binnen de deeltjesfysica ligt de lat echter een stuk hoger. Daar wordt een waarneming pas interessant als hij in de buurt van de 3 sigma komt (kans op toeval 0,27 procent) en mag er van een ontdekking worden gesproken bij 5 sigma (0,00005 procent). Die laatste waarde werd onlangs gehaald met de twee genoemde LHC-experimenten, waardoor de wereld kon worden verteld dat er een nieuw deeltje was ontdekt.

Dankzij de data die sinds 4 juli is geanalyseerd, is die betrouwbaarheid nu nóg hoger geworden, zo blijkt uit het artikel dat het ATLAS-experiment nu online heeft gezet. Hier is de sigma opgeklommen naar 5,9, wat inhoudt dat de kans op een toevallige fluctuatie is gedaald tot een minuscule 0,00000017 procent. Of, anders gezegd: de kans dat er toch geen deeltje is, is één op 588.235.294. Het andere LHC-experiment dat zoekt naar het higgsdeeltje, CMS, heeft ook een paper online geplaatst. Hierin wordt een sigma van 5,0 geclaimd.

Is het wel higgs?

Dat er een deeltje is gezien, staat dus wel min of meer vast. De vraag is nu: is het ook echt het higgsdeeltje? Dat is op het moment nog niet met zekerheid te zeggen. Wel weten we zeker dat het geen elektrische lading heeft en dat het een boson is (wat wil zeggen dat het tot dezelfde groep deeltjes behoort als onder meer het foton); allebei eigenschappen die het higgsdeeltje hoort te hebben. Maar om helemaal uit te sluiten dat het om een ander deeltje gaat, is meer data nodig, melden zowel ATLAS als CMS aan het einde van hun artikelen.

Bronnen: ArXiv (ATLAS), ArXiv (CMS), physicsworld.com