W-boson zou te zwaar zijn

W-boson zou te zwaar zijn

Delen:

Het W-boson is een elementair deeltje dat tot dusver weinig moeite heeft gedaan om een natuurkundige revolutie te ontketenen. Nu heeft een team van onderzoekers zijn massa opnieuw gemeten. Het publiceerde zijn conclusie in het wetenschappelijke tijdschrift Science: het W-boson is te massief. De massa die het Fermilab in de VS bepaalde, komt niet overeen met de waarde die door het Standaardmodel van de deeltjesfysica wordt voorspeld.

Het W-boson komt niet voor in het dagelijks leven. Het is een zogeheten peilboson, en het komt alleen voor bij experimenten met hoge energie in de deeltjesfysica. Het brengt de zwakke kracht over, een van de vier elementaire krachten. Het deeltje is ongeveer 80 maal zo zwaar als een proton, het standaardmodel voor deeltjesfysica voorspelt een massa van 80,357 MeV/c². Die massa komt ook - binnen de meetonzekerheden - overeen met het resultaat van de meting tijdens het ATLAS experiment bij CERN.

Voor de meting aan de deeltjesversneller Tevatron in Fermilab analyseerde het team gegevens van 2002 tot 2011; Tevatron was actief tot 2011. De deeltjesversneller liet protonen en antiprotonen met elkaar in botsing komen, waarbij allerlei andere deeltjes met een korte levensduur werden gecreëerd. Zo hadden de onderzoekers een totaal van vier miljoen W-bosonkandidaten voor de gegevensanalyse. De analyse duurde ongeveer een decennium. Zo verkreeg het team naar eigen zeggen de meest nauwkeurige waarde van de massa van het W-boson ooit gemeten - en die bedraagt 80 433,5 +/- 9,4 MeV/c²!

Dit verschil is statistisch significant, zeggen de onderzoekers, met een significantie van zeven standaarddeviaties (sigma). In de deeltjesfysica wordt iets gewoonlijk als een ontdekking beschouwd als het een statistische significantie van vijf sigma overschrijdt. Daaruit concludeert het onderzoeksteam dat hun waarde niet strookt met het standaardmodel van de deeltjesfysica.

Aangezien deeltjesfysici over de hele wereld op zoek zijn naar afwijkingen van het standaardmodel omdat die wijzen op wetmatigheden buiten dit gebrekkige model, is dit eigenlijk veelbelovend nieuws. Maar, zoals de twee auteurs van de inleiding voor de publicatie in Science schrijven: ‘Buitengewone beweringen vereisen buitengewoon sterk bewijs.’ Er moeten dus minstens nieuwe, onafhankelijke metingen en analyses van de massa van het W-boson gebeuren, vooraleer dit elementaire deeltje het Standaardmodel aan het wankelen kan brengen.

Foto bovenaan: De Collider Detector bij Fermilab registreerde van 1985 tot 2011 de botsingen van hoogenergetische deeltjes die door de Tevatron-collider werden geproduceerd. Ongeveer 400 wetenschappers in 54 instellingen in 23 landen werken nog steeds aan de schat van gegevens die tijdens het experiment zijn verzameld. Foto: Fermilab

Delen:

Metaalertsen uit de zee vatten aan land spontaan vuur als ze uiteenvallen. De oorzaak ligt bij reactieve nanokristallen. Is dat fenomeen een gevaar voor de diepzeemijnbouw?

Superintelligente AI-agenten die uit hun eigen omgeving ontsnappen en in het geheim communiceren, vertonen geen menselijk gedrag. Het gaat om ernstige ontwerpfouten. Dat kan en moet beter, schrijft wiskundige Ann Dooms.

BlogNatuurwetenschappen

Van ἄτομον tot quark 

Elementaire deeltjes zijn de allerkleinste bouwstenen van de natuur. Hoe ze precies de materie om ons heen opbouwen, is al meer dan vijftig jaar een open vraag.

De oorsprong van België – en van Noordwest-Europa – is een mysterieus continentje dat ‘Avalonië’ heet. Het begint een half miljard jaar geleden vanaf de zuidpool aan een onwaarschijnlijke odyssee.

Francis Halzen ontvangt de Nobelprijs voor Fysica 2026 voor zijn voortrekkersrol in het onderzoek naar hoog-energetische neutrino's met ijs. De fysicus werkt aan de University of Wisconsin, maar groeide op in België. Hij is de tweede Belg die de Nobelprijs voor Natuurkunde wint, na François Englert in 2013.

BlogNatuurwetenschappen

Er lag een krokodil in de kast

125 jaar geleden kocht de KU Leuven een collectie fossielen die ze nooit meer heeft bekeken. Voor het eerst is een groep studenten op zoek gegaan naar krokodilachtige botten. Zij vonden aanwijzingen voor Diplocynodon, de oudste alligatorachtige.

Zoogdieren ontstonden tegelijk met de dino’s, maar ze hebben altijd in hun schaduw geleefd. Tot een asteroïde 66 miljoen jaar geleden de grote veelvraten massaal deed uitsterven. Wetenschapscommunicator Reinout Verbeke trekt in deze aflevering naar plaatsen in ons land waar we cruciale sporen van hun veroveringstocht kunnen vinden.

In China is barnsteen gevonden van maar liefst 385 miljoen jaar oud. Het stamt uit een tijd waarin insecten nog niet de grootste vijanden van planten waren.

Toen de Chicxulub-asteroïde 66 miljoen jaar geleden insloeg, was dat misschien nog maar het begin van de ramp. Nieuw onderzoek suggereert dat een wereldwijde stofdeken de hitte van de inslag vasthield en terugkaatste naar de aarde. Het gevolg? Wereldwijde natuurbranden die het einde van de dinosauriërs mogelijk al binnen enkele uren bezegelden.

En blijf op de hoogte van de laatste inzichten in wetenschap en technologie.

Nieuwsbrieven