CERN meet nauwkeurig de massa van het higgsboson

de detectie van het higgsboson bij CERN in 2012 is een van de grootste wetenschappelijke ontdekkingen van het decennium. In de jaren daarna hebben wetenschappers zijn eigenschappen zorgvuldig gemeten, en nu de ATLAS en CMS samenwerkingen hebben de meest nauwkeurige meting van de massa tot nu toe.

het higgsboson is een ongelooflijk belangrijk deeltje – voor één was het het laatste elementair deeltje dat werd voorspeld door het standaardmodel van de deeltjesfysica. Het boson vertegenwoordigt het higgsveld, dat gelijkmatig het hele universum doordringt. Andere fundamentele deeltjes, zoals quarks en leptonen, krijgen hun massa door interactie met het higgsveld.

de hypothese werd voor het eerst voorgesteld in de jaren 1960, maar het higgsboson werd pas direct ontdekt in 2012, wat uiteindelijk het mechanisme bevestigde. Dat leverde de wetenschappers die het idee oorspronkelijk voorstelden de Nobelprijs voor de natuurkunde op in 2013.

op het moment dat het voor het eerst werd gedetecteerd, werd de massa van het higgsboson gemeten als ongeveer 125 tot 126 Gigaelectronv (GeV). En nu is dat cijfer verder verfijnd, tot een onzekerheid van minder dan 0,1 procent. Volgens het team heeft het Higgs boson een massa van 125,35 GeV.

dit nieuwe resultaat is gebaseerd op gegevens verzameld bij de Large Hadron Collider tussen 2011 en 2016. Het higgsboson is onstabiel, en vervalt meestal extreem snel in lichtere deeltjes. In 2011 en 2012, merkte de CMS detector het higgsboson op die in twee Z-bosonen verging, alvorens dan verder in vier leptonen verging. In 2016 werd het waargenomen vervallen in twee fotonen.

de onderzoekers combineerden deze resultaten om te komen tot de nieuwe massa meting, die de meest nauwkeurige ooit genomen.

hoewel het team zegt dat de nieuwe meting zelf niet direct zal leiden tot nieuwe fysica, voegt het wel meer stukjes toe aan de puzzel van het higgsboson en de grenzen van het standaardmodel. Het begrijpen van de massa helpt toekomstige metingen van andere eigenschappen van het deeltje te verbeteren, en wat we kunnen verwachten te vinden in aankomende deeltjesversnellers. Uiteindelijk, zegt het team, zal het ons helpen om “de stabiliteit op lange termijn van het universum te begrijpen.”

een gedetailleerde samenvatting van de bevindingen werd online gepubliceerd op de CMS Collaboration.