Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde

De aankondiging van de eerste waarneming van het higgsdeeltje door het ATLAS- en het CMS-experiment op 4 juli 2012 was een mijlpaal in de geschiedenis van de elementaire-deeltjesfysica. Het enorme belang van deze ontdekking werd al meteen duidelijk door de Nobelprijs die in het daaropvolgende jaar werd toegekend aan twee van de grondleggers van de achterliggende theorie: Peter Higgs en François Englert (Englerts coauteur Robert Brout was in 2011 overleden). Nu, bijna tien jaar later, is een mooi moment om terug te kijken op wat we hebben geleerd sinds deze ontdekking, en om vooruit te kijken naar het geplande onderzoek om de nog onbeantwoorde vragen te beantwoorden.

Auteur: Wouter Verkerke

De oorsprong van massa
Het higgsmechanisme, de theorie achter het higgsdeeltje, gaat over de oorsprong van massa. Het effect van massa op de beweging van objecten is al eeuwen geleden beschreven in de wetten van Newton, F = m · a: hoe groter de massa, des te meer kracht nodig is om een object te versnellen. Een beschrijving van wat massa is, kwam pas aan het begin van de twintigste eeuw met Einsteins vergelijking E = mc2: massa is simpelweg een uitdrukking van de energie die een object in rust bevat. Hoe groter die energie, des te groter de massa. De logische vervolgvraag is waar die energie vandaan komt. Voor samengestelde objecten, zoals het proton of neutron die bestaan uit een complexe mix van quarks en gluonen, is de oorsprong van deze energie voornamelijk terug te voeren op de bindingsenergie tussen deze objecten. Voor elementaire deeltjes, zoals quarks, elektronen en de W- en Z-bosonen die de boodschappers zijn van de zwakke kernkracht, is er echter geen interne bindingsenergie die energie, en dus massa, kan geven aan deeltjes in rust.

Lees het volledige artikel in het meinummer van het NTvN of klik hier voor de pdf.