Al tientallen jaren staat het fier overeind, het standaardmodel van de deeltjesfysica. Elke meting die natuurkundigen doen strookt ermee. Tenminste… Bijna elke meting. De laatste jaren lijkt het er steeds meer op dat één deeltje zich minder aantrekt van dit theoretische bouwwerk dan de rest: het muon.

“Wie heeft dát besteld?” Met die uitroep reageerde de latere Nobelprijswinnaar Isidor Rabi op de ontdekking van het muon in de jaren dertig. Alsof hij met zijn collega-natuurkundigen in een restaurant lekker curry zat te eten en de ober met een schaaltje tapas aan kwam zetten. Niemand had erom gevraagd, niemand zat erop te wachten – en toch was het er ineens. Een deeltje dat een exacte kopie leek van het overbekende elektron dat rond atoomkernen zwermt, maar dan ruim tweehonderd keer zo zwaar.

In de jaren daarna vond het muon toch zijn plek in het standaardmodel van de deeltjesfysica, de theorie die beschrijft welke deeltjes er allemaal zijn en hoe die op elkaar inwerken. En inmiddels zijn fysici er juist hartstikke blij mee.

Muonen zijn namelijk veel makkelijker te meten dan elektronen in de experimenten die staan opgesteld rond de 27 kilometer lange deeltjesversneller Large Hadron Collider (LHC) bij Genève. “Het zijn onze lievelingsdeeltjes”, zegt Niels Tuning, natuurkundecoördinator van het LHC-experiment LHCb zelfs.

En ook veel collega’s van Tuning die niet aan de knoppen van zo’n experiment staan, zullen inmiddels erg op het muon gesteld zijn. Het lijkt er namelijk op dat dit deeltje tóch niet zomaar een zware kopie is van het elektron. Verschillende metingen wijzen erop dat het de regels van het standaardmodel aan zijn laars lapt.

En dat is goed nieuws voor fysici. Want het standaardmodel mag dan een behoorlijk succesvolle deeltjestheorie zijn, het verklaart niet alles. Waar je dus op hoopt is dat er op een gegeven moment een scheurtje in komt; iets wat je een glimp laat zien van nieuwe deeltjes, nieuwe krachten of andere vormen van nieuwe fysica. En het zou kunnen dat het muon ons die glimp nu gunt.

Dit is het begin van het artikel ‘Wat is er mis met het muon?’ te vinden in KIJK 11/2021. Deze editie ligt in de winkel vanaf 14 oktober tot en met 17 november.

Meer informatie:

• Website van Fermilab
• Fermilab: First results from Fermilab’s Muon g-2 experiment strengthen evidence of new physics
• de Volkskrant: Natuurkundigen van Cern vinden aanwijzing die ons begrip van de werkelijkheid op zijn kop kan zetten
• KIJK: Muonen maken het onzichtbare zichtbaar
• KIJK: Is er meer dan één higgsdeeltje?

Tekst: Jean-Paul Keulen

Beeld: Reidar Hahn/Fermilab

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!