Op 4 juli dit jaar maakte het CERN naar aanleiding van twee experimenten bekend dat zij een nieuw deeltje hebben ontdekt. Dit deeltje is zeer waarschijnlijk het lang gezochte Higgs deeltje en heeft heel andere eigenschappen dan alle andere tot nu toe ontdekte deeltjes. De lange zoektocht naar het Higgs deeltje en de enorme wereldwijde inspanning die hiervoor is geleverd, is gemotiveerd door het inzicht dat het bestaan van dit deeltje geeft in de natuur. Wat is de oorsprong van massa van elementaire deeltjes? Een van de spectaculaire voorspellingen van de theorie achter het Higgs deeltje is de ruimte niet leeg is maar gevuld met een onzichtbaar veld. Waarom was het zo moeilijk dit deeltje te ontdekken? Wat leren we er nog meer van?
Wouter Verkerke hield een indrukwekkende en heldere voordracht, waarna er door het geëngageerde publiek een groot aantal vragen werd gesteld. Het onderwerp is echter te complex om in een klein SCL verslag weer te geven, dus hieronder volgt een uitermate oppervlakkige synposis. Voor de echt geïnteresseerde zijn de 79 slides van de presentatie te vinden op:
http://www.nikhef.nl/~verkerke/leiden-higgs-v23.pdf
Aanpak. Wouter schetste de oorzaak en de geschiedenis van de zoektocht naar wat we inmiddels kennen als het Higgs-deeltje (of Higgs-boson), vernoemd naar onderzoeker Peter Higgs. Zijn inleiding was ingedeeld in vier onderdelen.
- De zoektocht naar de elementaire natuurkundige deeltjes.
- Een beschrijving van de fundamentele krachten.
- Een verklaring van de oorsprong van massa.
- De werkwijze van de onderzoeken, o.a. met gebruikmaking van de Large Hadron Collider (LHC) en zeer veel statistisch werk.
De oorsprong van massa: het Higgs-boson. Het Higgs-boson is het enige deeltje in het Standaardmodel van de natuurkunde, waarvan het bestaan wel was voorspeld, doch dat nog niet was aangetoond. Totdat de afgelopen zomer CERN, het deeltjesversnellerinstituut bij Genève, aan de hand van resultaten van onderzoek met de CMS-deeltjsdetector en de ATLAS-detector, het bestaan van het nieuwe deeltje kon aantonen. De experimenten bestaan eruit dat deeltjes met vrijwel de lichtsnelheid met elkaar in botsing worden gebracht. Hoe harder de botsing plaatsvindt, hoe meer energie wordt omgezet in nieuwe deeltjes, zoals bv. het Higgs-boson. Dit deeltje verklaart waarom alles massa heeft, nl. doordat deeltjes worden afgeremd door het Higgsveld. Het boson valt net zo snel uit elkaar in verschillende elementaire deeltjes als het ontstaat uit een botsing. Uitsluitend deze brokstukken zijn zichtbaar in detectoren.
Discussie. Hier volgt een volledig willekeurige en incomplete weergave van de gestelde vragen. Is er een theorie voor de herkomst van elektrische lading? Moeten zware massa en trage massa hetzelfde zijn? Er is veel massa, waarom was het dan zo moeilijk om het Higgs-deeltje te vinden? Het Higgs-deeltje heeft zelf ook massa; hoe komt het eraan? Zijn er toepassingen van de ontdekking van het Higgs-boson te verwachten, zijn er uitbreidingsmogelijkheden naar andere vakgebieden? Is de natuurkunde nu klaar met onderzoek? Het antwoord op de laatste vraag was een kort en krachtig: “Dit is pas het begin!” In ieder geval kan de LHC vanaf einde 2014 met dubbele energie ‘draaien’.
Frank Doesburg gaf een uitstekende puur akoestische performance van eigen werk, waarbij hij zich geen moment liet afleiden, zelfs niet door een gebroken snaar. Het viel goed in de smaak bij het publiek en was duidelijk op zijn plaats in de theaterzaal van Scheltema, de nieuwe locatie van het Science Café Leiden. Voor de liefhebber is er Frank’s pasverschenen CD ‘Forget about Venus’.
Onze spreker voor de avond was dr. Wouter Verkerke. De heer Verkerke is onderzoeker bij Nikhef, het nationaal instituut voor subatomaire fysica in Amsterdam en is sinds 2004 verbonden aan het ATLAS experiment, een van de twee experimenten op CERN die dit jaar het Higgs deeltje hebben ontdekt. Zijn fascinatie voor de wereld van elementaire deeltjes richt zich op het onderzoek aan zeldzame exotische deeltjes. Hij is actief betrokken bij de huidige ontdekking van het Higgs boson.
Aantal bezoekers: 64
Tijd: 20.00-22.00 uur
Discussieleiding: Bart de Graaf
