Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde

Op zoek naar pinguïns

De LHCb-detector is gespecialiseerd in het bestuderen van het verval van deeltjes die een beauty- of charm-quark bevatten. Foto: CERN.

NTVN 83-09

Het septembernummer is uit!

Voorbij het breekpunt

Lees alles over exploderende waterdruppels in het artikel van Sebastian Sterl in het septembernummer.

Vorige Volgende

Artikel

Op zoek naar pinguïns

Gepubliceerd: 1 september 2017 17:26

Ondanks al zijn successen biedt het Standaardmodel der elementaire deeltjes geen antwoord op de huidige fundamentele vragen in de fysica. Met behulp van de Large Hadron Collider zijn we daarom op zoek naar afwijkingen tussen experimentele waarnemingen en hun theoretische voorspellingen, die kunnen helpen om de puzzel te vervolledigen. Hierbij spelen deeltjes genaamd B-mesonen een belangrijke rol. Maar om afwijkingen in het verval van deze B-mesonen toe te kunnen schrijven aan nog onbekende fysica, moeten kleine correcties in de theoretische voorspellingen, die tot nu toe verwaarloosd zijn, toch gequantificeerd worden. Gebruikmakend van de smaaksymmetrie, stelt dit artikel een strategie voor om de zogenoemde pinguïncorrecties te bepalen aan de hand van de experimentele data.

Auteur: Kristof De Bruyn

ls kind heb ik jarenlang met Lego gespeeld. En dan heb ik het niet zozeer over de vele bouwdozen die tegenwoordig de winkelrekken domineren, maar over dat waar Lego bekend mee geworden is: de blokjes. Met slechts enkele basisvormen en een dosis fantasie kan je daar de meest uiteenlopende dingen mee bouwen. De wereld om ons heen werkt eigenlijk net hetzelfde. Ook ons heelal en alles daarin is opgebouwd uit een kleine verzameling elementaire bouwstenen. Voeg daar de natuurwetten aan toe en tezamen maken die spontaan complexere structuren die we uiteindelijk herkennen als melkwegstelsels, onze aarde, of zelfs leven.

De meest elementaire bouwstenen, zeg maar de Legoblokjes van ons universum, die we tot nu toe kennen zijn de leptonen en quarks. Deze families bestaan elk uit zes verschillende smaken (of vormen om bij de Lego-analogie te blijven). Voor de leptonen zijn dit: het elektron, muon en tau, plus de gelijknamige neutrino’s. De quarks worden aangeduid onder hun Engelse namen: up, down, strange, charm, beauty en top. Maar op hun exotische namen na is het moeilijk om je iets voor te stellen bij een quark of een lepton. Ze zijn vooral handig om andere deeltjes mee te maken. Zo bestaat het proton uit twee up- en één down-quark en combineren we het proton met een elektron, dan krijgen we het simpelste atoom: waterstof. Daarnaast heeft elk deeltje ook nog een partner, het antideeltje, dat als zijn antagonist fungeert. Deeltjes en antideeltjes hebben dezelfde massa, maar verder precies tegenovergestelde eigenschappen.

Om inzicht te krijgen in hoe deze ‘dierentuin’ aan elementaire bouwstenen zich gedraagt, hebben we een theorie ontwikkeld: het Standaardmodel. Het Standaardmodel beschrijft de interacties tussen de quarks en leptonen aan de hand van drie basiskrachten: elektromagnetisme, en de sterke en zwakke wisselwerking. Zwaartekracht speelt op het niveau van de elementaire deeltjes een verwaarloosbare rol.

Lees het volledige artikel in het augustusnummer van het NTvN.