Theoretisch natuurkundige Jordy de Vries van de UvA en Nikhef ontvangt een ERC-beurs voor precisieberekeningen aan ondermeer drie vormen van bètaverval. Dat zou zonder grotere versnellers toch een aantal fysische raadsels kunnen beantwoorden.
Volgens De Vries biedt precisieonderzoek een alternatieve route in de deeltjesfysica, waar grote deeltjesversnellers meestal een hoofdrol hebben. De grootste versnellers hebben echter nog geen echt nieuwe verschijnselen ontdekt die voorbij het huidige Standaardmodel reiken.
Daardoor blijven sommige grote vragen onbeantwoord: waarom bijvoorbeeld er geen antimaterie in het universum is, of waarom neutrino’s massa hebben. Subtiele afwijkingen in de verschillende metingen aan bètaverval zouden daarbij nieuwe aanknopingspunten voor theoretici kunnen bieden, denkt De Vries.
Lage-energie experimenten zijn volgens De Vries via grotere precisie goed te verbinden met een aantal raadsels in de hoge-energiefysica en de kosmologie. Om dat idee te testen ontvangt hij voor zijn CRUNS-project een zogeheten Consolidator Grant van 2 miljoen euro van de European Research Council ERC.
Daarmee kan hij de komende vijf jaar een team van twee postdocs en drie promovendi opzetten. Zij gaan nieuwe theoretische methodes ontwikkelen om de verschillende versies van bètaverval veel preciezer te kunnen berekenen. Daarmee zijn beter eventuele afwijkingen van de theorie te ontdekken in de uitkomsten van experimenten. Hij concentreert zich op betaverval, en op het elektron-dipoolmoment.
Bètaverval is het radioactief verval van neutronen in atoomkernen, waarbij een proton en een elektron ontstaan. In theorie zijn daarvan drie vormen bekend, die De Vries in zijn voorstel common, rare en unseen noemt: gewoon, zeldzaam en ongezien.
In het gangbare bètaverval valt een neutron uiteen in een proton en een elektron, plus een antielektronneutrino. Bij het extreem zeldzame bètaverval vervallen twee neutronen simultaan, een van de traagste processen die ooit in een lab zijn gemeten. Ongezien is het zogeheten neutrinoloze dubbele bètaverval, dat in theorie wel bestaat maar nog nooit gemeten is.
Wereldwijd zijn er tal van experimenten die zonder versnellers bètaverval bestuderen. Nikhef is ondermeer betrokken bij het XENONnT experiment in Italië, dat in de zijlijn van de jacht op donkere materie ook kijkt naar dubbel bètaverval. In Groningen wordt een experiment gebouwd om het elektron-dipoolmoment met extreme precisie te meten; daarvoor levert De Vries de theoretische berekeningen.
