Kunnen zes quarks een stabiel deeltje maken, dat misschien wel de donkere materie in het universum vormt? Nikhef-fysicus Patrick Koppenburg gaat het de komende jaren met een NWO ENW-M beurs uitzoeken.
Donkere materie is een van de grootste raadsels van de moderne natuurkunde. Ongeveer 85 procent van alle zwaartekracht in het heelal is niet te verklaren met de zichtbare materie in sterren, nevels en sterrenstelsels. Als het deeltjes zijn, komen die niet voor in het Standaardmodel van de deeltjesfysica.
Er zijn verschillende ideeën voor de aard van donkere materie, waaronder zogeheten WIMPs en axionen. In verschillende experimenten wordt gespeurd naar donkere-materiedeeltjes uit de kosmos, bij Nikhef bijvoorbeeld door XenonNT in Gran Sasso, Italie. Maar ook bij versnellers wordt naar kandidaten voor donkere materie gezocht.
Koppenburg is voor Nikhef verbonden aan het grote LHCb-experiment bij de LHC-versneller op CERN, dat ondermeer speurt naar verschillen tussen materie en antimaterie. In de meetgegevens wordt echter ook steeds gezocht naar onbekende nieuwe deeltjes.
Daarbij zijn al eerder aanwijzingen gevonden voor kortstondige verbindingen van vier of vijf quarks, die leiden tot piekjes in de meetgegevens uit LHCb. Dergelijke tetra- of pentaquarkresonanties zijn niet stabiel, en kunnen dus onmogelijk donkere materie in het heelal zijn.
Het is voor de onderzoekers zelfs nog de vraag of het werkelijk deeltjes zijn, of samenstellingen van deeltjes met twee of drie quarks.
Er zijn echter theoretische overwegingen waarom zes quarks wel een stabiel geheel zouden kunnen geven, dat alleen via zwaartekracht met andere materie koppelt. Koppenburg wil in de metingen met LHCb proberen daarvoor aanwijzingen te vinden, samen met een door NWO gefinancierde promovendus. Deze vacature is zojuist opengesteld, en sluit in september, aldus Koppenburg.
In deze ronde verstrekt NWO in totaal 18 ENW-M subsidies voor onderzoekers in nieuwsgierigheidsgedreven fundamentele projecten.
