Wetenschappers stellen dat het deeltje dat in 2012 werd gevonden misschien niet het higgsdeeltje was, maar een samengesteld deeltje.

Lange tijd was niet duidelijk hoe deeltjes aan hun massa kwamen. In 1964 voorspelden Peter Higgs en anderen dat er een deeltje bestond dat hier verantwoordelijk voor is: het befaamde higgsdeeltje. In 2012 werd dit deeltje naar alle waarschijnlijkheid gevonden; later werd de vondst dan ook bevestigd.

Maar in hun officiële teksten spraken CERN en de teams achter de ontdekking vaak voorzichtig over ‘een higgsdeeltje’ of ‘een higgs-achtig deeltje’. Dit deden ze om de mogelijkheid open te houden dat er ofwel meerdere higgsdeeltjes zijn, ofwel dat het gevonden deeltje alleen maar de eigenschappen had van het voorspelde higgsdeeltje, maar eigenlijk iets anders was. De Deense natuurkundige Mads Toudal Frandsen en collega’s schrijven nu op basis van een nieuwe analyse van LHC-gegevens dat die laatste mogelijkheid nog steeds openligt.

Let wel: volgens Toudal Frandsen en zijn team kan het deeltje nog steeds prima ‘het’ higgsdeeltje zijn. Maar ze zeggen dat er ook een andere verklaring is die net zo waarschijnlijk is. De huidige data kunnen geen uitsluitsel geven over de precieze aard van het deeltje, zo stellen de onderzoekers.

Wat dan?

De andere verklaring waar deze wetenschappers op doelen, wordt het techni-higgsdeeltje genoemd. Dat lijkt wel wat op het higgsdeeltje (vandaar de tweede helft van de naam), maar is tegelijkertijd heel anders en hoort bij een alternatieve theorie: de technicolor-theorie.

Het higgsdeeltje is het missende puzzelstukje van het Standaardmodel; een theorie die drie van de vier natuurkrachten beschrijft. De theorie verklaart echter niet wat donkere materie is, terwijl een heel groot deel van het heelal bestaat uit deze onzichtbare substantie. Het techni-higgsdeeltje lost dat probleem wél op.

Een techni-higgsdeeltje bestaat uit twee zogenaamde techniquarks. Die kunnen op verschillende manieren combineren. Een van die combinaties vormt techni-higgsdeeltjes, een andere vormt donkere materie. Als deze theorie klopt, verwachten onderzoekers met de LHC verschillende deeltjes te vinden die allemaal zijn opgebouwd uit techniquarks.

Nieuwe kracht

Als techniquarks bestaan, moet er een ook kracht zijn die ze kan verbinden om verschillende deeltjes te vormen. Geen van de vier krachten uit het Standaardmodel (de zwaartekracht, de  elektromagnetische kracht, de zwakke kernkracht en de sterke kernkracht) kan dat doen. Er moet dan ook een vijfde kracht zijn, die de technicolorkracht wordt genoemd.

De onderzoekers denken dat meer data van CERN kunnen uitwijzen of het gevonden deeltje een higgs- of een techni-higgsdeeltje is

Niet in rep en roer

Natuurkundige Ivo van Vulpen, vanuit Nikhef betrokken bij het LHC-experiment ATLAS, laat weten dat de vraag of het higgsdeeltje een elementair deeltje is, of dat het bestaat uit andere deeltjes, op het moment een heel belangrijke is. Maar, zo voegt hij daaraan toe: de technicolor-theorie die de bovengenoemde onderzoekers aanhangen, staat bij deeltjesfysici niet zo hoog op de agenda, omdat hij in zijn simpelste vorm voorspellingen deed die niet zijn waargenomen. “Het is wel gelukt om die simpele theorie zo aan te passen dat hij weer consistent is met wat we zien”, vervolgt Van Vulpen, “maar met elke patch verliest het model iets van zijn schoonheid.”

Het kan inderdaad goed dat het huidige technicolor-model nog niet wordt uitgesloten door de gegevens verzameld met de LHC-experimenten, zegt Van Vulpen verder. “Maar het is niet alsof nu heel CERN in rep en roer is of zo.”

Bronnen: Physical Review D, University of Southern Denmark

Beeld: Lucas Taylor