Hagiografie van het God-deeltje

Onderzoekers van het CERN hebben met de Large Hadron Collider een nieuw deeltje ontdekt dat heel sterk lijkt op het Higgs-deeltje. Het Higgs geeft andere deeltjes massa. Het Higgs-deeltje en het Higgs-veld werden een halve eeuw geleden voorspeld en zijn het sluitstuk voor het Standaardmodel van de fysica, de theorie die alle elementaire deeltjes en de verbindende krachten beschrijft. Dat Standaardmodel is de sleutel tot hoe het universum werkt. Of het gevonden deeltje zich ook werkelijk gedraagt als het Higgs-boson dat voorspeld wordt door het Standaardmodel moet nu nog verder worden onderzocht. Het deeltje kan evengoed een meer exotische versie zijn. Het tijdschrift New Scientist maakte een beknopte hagiografie van het Higgs-deeltje, dat tot ergernis van de fysici ook God-deeltje wordt genoemd:

1964: In augustus beschrijven Robert Brout en François Englert in detail hoe een mechanisme dat deeltjes massa geeft, zou werken. Peter Higgs komt in september op een andere manier tot het massa verlenende deeltje. Twee maand maand later publiceert een andere groep - Dick Hagen, Gerald Guralnik en Tom Kibble - gelijkaardige ideeën. Ze verwijzen naar Brout en Englert, maar die verwijzing zou volgens hen maar op het allerlaatste moment zijn toegevoegd; hun ideeën zouden onafhankelijk zijn ontstaan.

Het deeltje zou later naar Higgs zijn genoemd, omdat een invloedrijk Amerikaans fysicus, Steven Weinberg, in 1967 verkeerdelijk eerst het werk van Higgs citeert. Hij had naar eigen zeggen de publicatiedatums verkeerd gelezen. Een lapsus, waardoor de meeste fysici nu nog altijd over het Higgs-boson spreken. Veel Belgische kenners spreken liever van Brout-Englert-Higgs-boson of BEH-boson.  

Wie het eerst met het Higgsdeeltje op de proppen kwam, kan een moeilijk vraag worden voor het Nobelprijscomité, omdat de prijs alleen door maximum drie wetenschappers kan worden gedeeld.

1995: In de Tevatron-versneller van het Fermilab in Chicago wordt het topquark ontdekt op een frequentie van 176 gigaelektronvolt (GeV), zoals voorspeld. Het topquark is het zwaarste deeltje tot dan bekend, en is een aanwijzing dat het Higgs-mechanisme bestaat en dat je met het standaardmodel een paar goeie voorspellingen kunt doen.

2001: De voorloper van de Large Hadron Collider, de Large Electron-Positron Collider (LEP) heeft vijf jaar naar het Higgs gezocht in een massagebied rond 80 GeV (giga-elektronvolt), en sluit in 2000. Een jaar later concluderen ze dat Higgs uitgesloten is met een massa lager dan 115 GeV.

2004: In het Europese vacuüm tussen de sluiting van de LEP en de opstart van de LHC, weet de Amerikaanse Tevatron de vindplaats voor Higgs verder te vernauwen: tussen 117 GeV en 251 GeV.

2007: Fermilab zet de bovenlimiet voor Higgs op 153 GeV.

2008: 1 miljard mensen kijken toe hoe de eerste groepjes protonen officieel door de Large Hadron Collider gaan, terwijl in minder wetenschappelijke kringen het apocalyptische scenario wordt voorspeld waarbij de LHC een groot zwart gat veroorzaakt dat de aarde opslokt. De jacht op Higgs moet al een paar weken later stilgelegd worden door een gaslek na een kortsluiting.

2009: Het kost een jaar om van het technisch defect te herstellen. De onderzoekers van de Tevatron denken intussen 50 procent kans te hebben het Higgs te vinden tegen het eind van 2010. 

2010: Blogs gonzen van de geruchten over een Higgs-signaal in de Tevatron, maar die blijken vals.

2011: In april gaan weer geruchten over Higgs nadat een ongepubliceerde LHC-studie gelekt was. In mei overlijdt de Belg Robert Brout, een van de geestelijke vaders van het Higgs-deeltje. In september gaat de Amerikaanse Tevatron op pensioen zonder het Higgs te vinden. In december presenteren de CMS- en ATLAS-groep van het CERN hun voorlopige resultaten: er zijn aanwijzingen van Higgs in beide detectoren, rond 125 GeV. Het eerste signaal rond dezelfde massa.

2012: In februari verhoogt de LHC zijn botsingsenergie van 7 naar 8 tera-elektronvolt, wat de gevoeligheid voor Higgs met 30 tot 40 procent verhoogt. Op 4 juli worden de nieuwe resultaten voorgesteld: de twee detectoren hebben een nieuw deeltje gevonden rond 125-126 GeV, met bijna de hoogste graad van waarschijnlijkheid. Het nieuwe boson is consistent met het langgezochte Higgs-deeltje. Of het echt het Higgs is dat door het Standaardmodel wordt voorspeld, of een ander soort Higgs-deeltje, wordt nu verder onderzocht.

2013: LHC wordt voor 15 maanden stilgelegd om daarna bij een maximale energie van 14 TeV te draaien.