Voorzichtig beginnen de eerste contouren zichtbaar te worden van het in 2012 ontdekte higgsdeeltje. Dat is de boodschap van Nikhef-postdoc Hannah Arnold, die vandaag namens de hele ATLAS-detector de jongste resultaten bekend maakte van precisiemetingen aan de higgs.
Arnold werkt in het kader van een VIDI-programma ‘Higgs van Z tot A’ van Nikhef speciaal aan studies van higgsdeeltjes die vervallen naar zogeheten b-quarks. Dat proces hielp ze de afgelopen jaren ontdekken. Het higgs-team van Nikhef-staffysicus uit de ATLAS-groep Tristan du Pree ontwikkelde in dit programma de laatste jaren methodes om ondermeer via dat verval meer eigenschappen van het higgsdeeltje in beeld te krijgen.
Eigenschappen
Het higgsdeeltje is weliswaar ontdekt, in 2012. Maar de eigenschappen ervan zijn tegelijk nog niet goed bestudeerd. Zo is nog steeds een vraag of het deeltje een simpele symmetrie heeft of een gecompliceerdere, en ook hoe het zich precies verhoudt tot andere bekende deeltjes zoals quarks. Meer metingen moeten dat ophelderen.
Een van de vandaag gepresenteerde resultaten heeft betrekking op werk van derdejaars Nikhef-promovendus Brian Moser, die het verval van de higgs naar B-mesonen bij zeer hoge energie bestudeert.
Binnenkort verschijnt een ATLAS-artikel waarin zijn nieuwe techniek wordt gebruikt die precies dat verval uit de stortvloed van deeltjessignalen uit de detector opvist. Tot nog toe leek alleen voor lage energie een reconstructie van higgsdeeltjes mogelijk. Moser maakte hierover ook een Nikhef paperclip-video.
Ander higgsverval
In haar presentatie in het CERN LHC-symposium heeft Arnold het ook over andere vormen van higgsverval, ondermeer naar twee Z-deeltjes en naar twee top-quarks, die vooral door andere ATLAS-groepen worden bestudeerd.
‘Dit zijn de eerste resultaten van een nieuwe generatie higgsmetingen’, zegt Du Pree. ‘In 2012 werd het bestaan van het deeltje aangetoond. Sindsdien is de belangrijke vraag hoe het precies werkt. Dat begin nu eindelijk in beeld te komen.’
Het higgsdeeltje is een aanvulling op het zogeheten Standaardmodel van de deeltjesfysica. Het deeltje hoort bij een universeel veld, dat volgens de theorie van Peter Higgs en anderen uit de jaren ’70 alle elementaire deeltjes dicteert welke massa ze hebben. In 2012 werd het langgezochte deeltje eindelijk op CERN gevonden door ATLAS en de CMS-detector. Nikhef was en is nauw betrokken bij ATLAS.
Profileren
Hannah Arnold is sinds dit jaar zogeheten convenor voor de zogenoemde Higgs-to-bb studies, waarbij ze het werk aan dat specifiek effect voor heel ATLAS coördineert en de publicaties erover. Du Pree noemt het bijzonder dat ze deze voordracht namens heel ATLAS mocht houden.
Du Pree: ‘Voor Hannah zelf is dat mooi, want door de coronasituatie zijn er momenteel geen wetenschappelijke conferenties om je als jonge fysicus te kunnen profileren. Het is bovendien schitterend dat ons VIDI-project zo prominent in beeld komt. Een nieuw deeltje ontdekken is natuurlijk het summum voor ons, maar dit is ook al een hele trofee.’
