De twee grote experimenten bij de LHC-versneller op CERN hebben hun metingen gebundeld van het tegelijk ontstaat van twee higgsdeeltjes bij proton-protonbotsingen. Insiders noemen het resultaat hoopgevend.
Het ontstaan van twee higgsdeeltjes bij de protonproton-botsingen in de huidige LHC-versneller op CERN is in theorie mogelijk, maar uiterst zeldzaam. Door de combinatie van meetgegevens van de twee experimenten, is betere statistiek mogelijk.
ATLAS en CMS toonden in 2012 beiden het bestaan aan van het higgsdeeltje, het deeltje dat hoort bij de theorie die via een alom aanwezig veld elementaire deeltjes massa geeft. Het langvoorspelde higgsdeeltje is het sluitstuk van het standaardmodel van de deeltjesfysica.
Sindsdien is het gevonden deeltje onderwerp van intensief onderzoek, vooral om de vorm van de bijbehorende higgspotentiaal in kaart te brengen. De interactie tussen higgsdeeltjes is daarvoor een belangrijk gegeven en een belangrijk onderzoeksthema, ook in de ATLAS-groep op Nikhef.
Een belangrijke vraag daarbij is of de higgspotentiaal eventueel structuur vertoont bij hogere energie. In de individuele higgsmetingen is dat niet te zien. Structuur zou eventueel kunnen betekenen dat het heelal in pricipe instabiel is en elk moment kan verdwijnen.
Op de jaarlijkse Moriond-deeltjesconferentie in de Franse Alpen hebben ATLAS en CMS maandag de eerste gezamenlijke resultaten gepresenteerd voor de jacht op dubbelhiggs-events. Basis daarvoor zijn metingen van beide experimenten in de periode 2015-2018, de zogeheten Run2 van de LHC-versneller.
In die gegevens zijn bij combinatie voorzichtige aanwijzingen voor het bestaan van dubbel-higgs gebeurtenissen te vinden. Zulke duo’s ontstaan voornamelijk door het fuseren van gluonen in protonen die elkaar bij hoge energie treffen.
De statistische significantie van het nu gevonden signaal is 1.1 sigma. In de deeltjesfysica is dat hooguit een hint voor een effect, pas bij meer dan 5 sigma is dat echt aangetoond.
Niettemin is het een hoopgegevende aanwijzing, zegt ATLAS-onderzoeker Tristan du Pree van Nikhef. Hij is nauw betrokken bij een door NWO gefinancierde inspanning om dubbele en zelfs driedubbele higgs-events te bestuderen.
Du Pree: “Als we in deze relatief kleine dataset al een hint vinden, geeft dat goede moed voor de experimenten met LHC Run-3 die nog moeten worden geanalyseerd. Meer meetgegevens zullen het beeld van de vorm van de higgspotentiaal veel scherper maken.”
Vanaf deze zomer sluit CERN de LHC-versneller de huidige Run3 af voor aanpassingen naar protonenbundels met veel hogere intensiteit, het HighLumi-LHC project. Volgens de planning is de opgevoerde versneller vanaf 2030 weer beschikbaar voor experimenten.
