De champagneflessen bruisten op het Nationaal instituut voor subatomaire fysica (Nikhef) in Amsterdam. Meer dan 150 natuurkundigen en journalisten -onder wie Sander Breur namens ScienceGuide- hadden net de resultaten van de twee belangrijkste onderzoeksgroepen van CERN via een streaming conference meegemaakt.
Al drie jaar onderzoekt men met de grootste deeltjesversneller ter wereld, de nieuwe Large Hadron collider (LHC), of er nieuwe deeltjes met hogere energieën te vinden zijn. Deze nieuwe deeltjes zijn theoretisch voorspeld om bijvoorbeeld een concept als massa te verklaren. Nu werd duidelijk dat er een nieuw deeltje ontdekt is en dat dit mogelijk het lang gezochte Higgs deeltje is.
Dit feit is voor de natuurkundigen reden tot feest, voor de beleidsmakers reden tot het claimen van hun succes en voor de de rest van de mensheid reden tot verwarring. Waar gaat het in wezen om?
De kern
- Een signaal is gevonden dat overeenkomt met het Higgs boson door de twee grootste detectoren Atlas en CMS bij de Large Hadron Collider(LHC) op van CERN.
- Dit nieuwe deeltje heeft een massa van tussen de 125 en 126 giga elektronvolt (126 keer zwaarder dan een proton).
- Het gevonden signaal heeft een statistische significantie van 5 sigma: de kans dat het een toevallig signaal is en niet een nieuwe ontdekking is 1 op miljoen.
- In het gebied tussen 110-582 GeV is elke mogelijkheid van een nieuwe deeltje met dezelfde eigenschappen als het Higgs deeltje uitgesloten.
De reacties
De mensen op CERN waren euforisch nu zij konden vertellen dat hun 6 miljard kostende experiment een succes kon claimen. Door het streamen van de conferentie kon de hele wereld mee genieten waardoor de hashtags #Higgs en #Cern binnen enkele minuten wereldwijd trending waren. Dat de Atlas Power Point presentatie weer in Comic Sans en in alle kleuren van de regenboog gepubliceerd werden deed daar deze keer weinig aan af.
De meest kritische noot kwam van een journalist die op de persconferentie vroeg: "Why should countries that are now in an economic recession still contribute to the CERN budget? Why not use it instead for other human goals like eradicating world hunger or finding new vaccines for Malaria and Aids?" Sergio Bertolucci, directeur-generaal van CERN, antwoordde: "The question is always, if I have one sack of corn, do I eat it or plant it? Neither answer will keep me alive, only doing a bit of both gives me a future. The same goes for the balance between fundamental and applied science. They both contribute to the innovation of countries, but neither can work on its own."
De verwarring
De vraag blijft waarom het voor de derde keer zien van dit deeltje nieuw is? In december 2011 presenteerde CERN een signaal rond de 125 GeV, helaas had het signaal toen een sigma van tussen de 2,6 en 3,6 wat te laag is voor een ontdekking. De grote concurrent van CERN, het Tevatron in de US, bracht twee dagen voor de CERN presentatie naar buiten dat zij een deeltje gezien hadden van 125 GeV met een sigma van 2,1. Dit geeft een kans van 1 op 550 dat het toeval was.
De relatie tussen sigma en kansverdelingen legt natuurkundige Dr. Ivo van Vulpen (Nikhef en UvA) zo uit: "Er is altijd een kans dat je het mis hebt bij een ontdekking, daarom hebben wij als natuurkundigen de afspraak dat bij een signaal van 5 sigma het pas een ontdekking is. Bij 5 sigma gaat het om een kans van 1 op de miljoen dat het toeval is. Dit is dezelfde kans als 8 keer een dobbelsteen gooien die elke keer op de 6 valt. Bij elke keer gooien kun je je afvragen of er toeval is of dat het een eigenschap van deze dobbelsteen is om altijd op de 6 te landen."
Hoewel er zeker een deeltje ontdekt is, zal het nog een tijd duren voordat de eigenschappen van dit nieuwe deeltje zijn onderzocht en het zeker zal zijn dat dit hét beroemde Higgs deeltjes is.
Wat is Higgs toch?
In een natuurkunde opleiding wordt het Higgs mechanisme meestal pas in de masterfase behandeld aangezien het begrip ervan veel voorkennis vereist. Toch zijn er veel mooie en duidelijke manieren om te beschrijven wat het Higgs deeltje doet en waarom we het zoeken voor niet natuurkundigen. Hier voor de ScienceGuide-lezers een top 5 van de beste manieren om het Higgs deeltje uit te leggen: