De ontdekking van de eeuw?
Het wordt al de belangrijkste ontdekking van de eeuw genoemd. Er is een kans van één op een miljoen dat het niet klopt, maar wetenschappers houden die voor zo klein dat ze het bekend durfden te maken: ze hebben het higgsdeeltje gevonden, het ontbrekende puzzelstukje dat verklaart waarom materie massa heeft.
Wat is het higgsdeeltje?
Het higgsdeeltje is de heilige graal van de natuurkunde, bijgenaamd het God-deeltje. Wetenschappers zijn er al tientallen jaren naar op zoek. Het is het laatste ontbrekende puzzelstukje van het Standaardmodel. Dat natuurkundige model beschrijft de bouwstenen van het universum: de elementaire deeltjes.
Tot tot nu toe was het bestaan van bijna al die deeltjes aangetoond. Alleen het higgsdeeltje ontbrak nog, terwijl juist dat deeltje moet verklaren waarom al die andere deeltjes massa hebben.
"Het hele universum is gevuld met een soort stroop, een soort veld, waardoor alle materie die daar doorheen suist afgeremd wordt. Wij zeggen dat de materie daardoor massa krijgt", zegt Stan Bentvelsen, hoogleraar natuurkunde en één van de onderzoekers. Het is te vergelijken met knikkers die zich bewegen door dikke stroop. Hoe meer stroop er aan de knikker blijft hangen, hoe zwaarder die wordt.
Dit zogenoemde higgsveld werd in 1964 voorspeld door de Brit Peter Higgs. Sindsdien zijn wetenschappers op zoek naar het deeltje dat dit veld mogelijk maakt: het higgsdeeltje. "Het is het sluitstukje van een theoretische puzzel. Als dat higgsdeeltje niet bestaat, dan is onze hele puzzel zoals we hem toe nu toe in elkaar hebben gezet verkeerd", aldus Auke Pieter Colijn van de Universiteit van Amsterdam. "En dan begrijpen wij dus echt niet waarom de natuur bestaat."
Hoe hebben ze het gevonden?
Het higgsdeeltje is gevonden in de superdeeltjesversneller (LHC) van CERN in Genève in Zwitserland. Dit peperdure complex is vooral gebouwd om het higgsdeeltje te vinden. In een tunnel van 27 kilometer lang laten natuurkundigen protonen met grote snelheid op elkaar botsen. "We stoppen een grote hoeveelheid energie in een heel klein beetje ruimte. Dat is de situatie zoals die lijkt na de oerknal. Dan is het even heel erg heet", aldus Colijn.
Op die manier probeerden ze het higgsdeeltje te vinden, dat altijd maar heel kort bestaat na zo'n botsing van protonen. Er werd gezocht naar het gewicht, ofwel de massa-energie, van het higgsdeeltje. Die was tot nu toe onbekend. Twee onafhankelijke groepen van samen meer dan 5000 onderzoekers hebben uit hun meetgegevens nu de massa-energie van het higgsdeeltje kunnen bepalen: op 125 giga-elektronvolt (GeV). Dat is 125 keer zwaarder dan massa van een proton, een van de kerndeeltjes van het atoom.
Hoe zeker is nu dat het bestaat?
Vrijwel zeker, maar nog steeds niet honderd procent. Wetenschappers hebben een eigen term om over ontdekkingen te praten: sigma. In december vorig jaar maakten ze al bekend dat het higgsdeeltje was aangetoond volgens een '3 sigma meting'. Dat betekent dat de kans dat de meetgegevens op toeval berustten één op duizend was.
Vandaag hebben beide teams wetenschappers bekendgemaakt dat ze een '5 sigma meting' hebben gedaan. De kans dat hun ontdekking niet klopt, is daardoor één op drie miljoen. Maar ze hebben al aangekondigd dat ze de komende maanden met nog sterkere bewijzen zullen komen voor het bestaan van het higgsdeeltje.