Theoretische Fysica

Een beter Standaardmodel

In het onderzoeksprogramma Theoretische Fysica bestudeert Nikhef een breed palet aan theorieën voor fundamentele onderwerpen in de hoge energiefysica, van deeltjes- en astrodeeltjesfysica tot kosmologie.

Wat is theoretische deeltjesfysica?

Het Standaardmodel van de deeltjesfysica, ontwikkeld sinds de jaren ‘60 in een samenspel van experimenten en theorie, is een extreem succesvolle theorie die verreweg de meeste experimenten in de deeltjesfysica uitstekend voorspelt. De theorie is echter zeker niet volledig. Antimaterie, neutrino’s, donkere materie en zelfs de structuur van het Standaardmodel zelf kennen nog vele vraagtekens.

Een betere theorie voorbij het Standaardmodel is de inzet van de theoretici van Nikhef. De focus ligt daarbij op precisiestudies die eventuele verschillen tussen Standaardmodelberekeningen en metingen kunnen blootleggen. Zulke afwijkingen bieden aanwijzingen voor het bestaan van nieuwe interacties en deeltjes die zwaarder zijn dan de versnellers op CERN en elders produceren. Die onderbrengen in het Standaardmodel is een opgave voor de theoretische deeltjesfysica.

Welke onderzoeksthema's zijn er?

De Nikhef-theoriegroep fungeert als het Nederlandse nationale centrum voor de fenomenologie van de deeltjesfysica: theorie in samenhang met experimentele meetgegevens. Inzet hier is onder meer het uitvoeren van zeer nauwkeurige berekeningen voor het Standaardmodel, het begrijpen en interpreteren van anomalieën in huidige experimentele gegevens, het ontwikkelen van nauwkeurige tests van het Standaardmodel en verder bij de LHC-experimenten, de HL-LHC of andere toekomstige deeltjesversnellers.

Ook verkennen Nikhef-theoretici nieuwe richtingen in neutrino- en astrodeeltjesfysica en kosmologie. Daarnaast is er aandacht voor theoretische fysische toepassingen van kunstmatige intelligentie en quantumcomputers.

Het onderzoeksprogramma van de Nikhef theoriegroep kent globaal een drietal hoofdlijnen. Een ervan is de ontwikkeling van storingsrekening en simulaties voor quantumchromodynamica, de theorie van de sterke wisselwerking tussen quarks. Een tweede lijn heeft betrekking op symmetrieschendingen en neutrino’s, waarbij een sterke relatie bestaat met het LHCb-experiment op CERN en het eEDM-programma rond het elektrondipoolmoment in Groningen. In een derde lijn staat kosmologie centraal, met name de relatie tussen de deeltjesfysica en de oerknal en het vroege universum.
De Nikhef-theoriegroep

De Nikhef-theoriegroep bestaat uit ruim 35 onderzoekers, postdocs en promovendi, plus ongeveer 10 masterstudenten. De groep is gevestigd in Amsterdam maar werkt voortdurend samen met theoretici bij alle Nikhef-partners in het land en met experimentele groepen. Nikhef heeft een verbindende rol via landelijke seminars en de onderzoeksschool voor theoretische natuurkunde.
Meer informatie

De universiteiten die samenwerken in het Nikhef-onderzoeksprogramma Theoretische Fysica:: Universiteit van Amsterdam, Vrije Universiteit, Universiteit Utrecht, Rijksuniversiteit Groningen, Universiteit Maastricht, Radboud Universiteteit.

Lees meer over de Theorie-groep: https://theory.web.nikhef.nl/