Vanaf de bijrijdersstoel volgde ik op mijn mobiele
telefoon de twee voordrachten waarin de resultaten van de Large Hadron
Collider, stand december 2015, werden gepresenteerd. Ik had liever achter mijn
computerscherm gezeten en nog liever was ik er in Genève bij geweest, maar het
kon even niet.
Een dag of twee tevoren had een oude vriend, nauw bij
het Geneefse onderzoek betrokken, me aangeraden de voordrachten te volgen. Dezelfde
vriend die me ruim twee en een half jaar geleden laat op de avond belde en me
vertelde: ‘looks like we have got the object’. Hij verwees naar de ontdekking
van het Higgs-boson, resultaat van een experimentele inspanning die meer dan
anderhalf decennium eerder begonnen was en waar we beiden, vanuit heel
verschillende rollen, voluit bij betrokken waren geweest. Een paar dagen na dat
telefoontje zat ik in Genève bij de voordrachten die de ontdekking uit de
doeken deden.
Het onwaarschijnlijke was, dat de ontdekking voor het
grootste en overtuigendste deel berustte op de detectie van het Higgs-boson via
het verval ervan in twee fotonen. Het Higgs-boson leeft maar heel kort (10-22
seconde) en kan alleen waargenomen worden door de ‘gewone’ deeltjes waarin het
vervalt op te vissen uit een enorme achtergrond van andere gewone deeltjes. Het
is een kenmerkende eigenschap van het Higgs-boson dat het met de grootste
waarschijnlijkheid vervalt in zware deeltjes. Het foton is echter het lichtste
deeltje dat we kennen, de massa ervan is nul. Als de fotonen echter heel
precies gemeten worden, met hoge resolutie, verraden de correlaties tussen twee
fotonen die afkomstig zijn van een Higgs-boson hun herkomst. Meten van deze
correlaties maakt de kleine kans dat het Higgs-boson in twee fotonen vervalt
meer dan goed. Zoals gezegd: mits er voldoende precies gemeten kan worden. De
technologie daarvoor ontbrak toen de detectieapparatuur bij de LHC ontworpen
werd, maar visie, durf en intensieve R&D hebben hun vruchten afgeworpen.
Maar dat is niet het verhaal dat ik hier wil vertellen.
Bij de voordrachten van 15 december jongstleden, 15
december 2015, werden nieuwe metingen gepresenteerd. De metingen waren gedaan
bij een energie van de botsende bundels van protonen, die aanzienlijk hoger was
dan bij de ontdekking van het Higgs-boson. De hoop is dat bij deze energie
nieuwe, nog zwaardere deeltjes ontdekt worden die veel nog openstaande
problemen ‘voorbij het standaard model’ – dat met het Higgs-boson compleet is –
zouden kunnen oplossen. De zoektocht is echter veel lastiger dan die naar het
Higgs-boson, omdat het theoretische kader veel minder houvast geeft. En er
zijn, na de winterstop van de LHC, meer botsingen nodig om zoveel mogelijk
meetgegevens te verzamelen.
Het einde-van-het-jaar-overzicht van de LHC liet nog geen
nieuwe ontdekkingen zien. Maar, aan het eind van beide presentaties, werden de
twee-foton-plots van de nieuwe data getoond. Bijna terloops. Net als een paar
jaar geleden was er een piekje te zien, ik doel niet op het Higgs-boson dat we
inmiddels kennen, maar op een piekje op een heel andere plek. Ik begreep waarom
mijn oude vriend mij getipt had. Als dit nieuwe piekje ‘echt’ is duidt het op
een gloednieuw deeltje met een massa zes keer zo groot als die van het
Higgs-boson. Fabelachtig. Het standaard-model voorbij. Nieuwe horizonten vragen
om verkenning.
Uiteraard en terecht trekt deze ‘hint’ niet alleen de
aandacht van direct betrokkenen. Deze
keer hoop ik dat die direct betrokkenen iets meer de kans krijgen om zelf uit
te leggen dat dit grensverleggend onderzoek een Europees succes is. Elders
gebeurt het niet. Meer metingen zullen het piekje laten oplossen in de
omgeving, of zullen het prominenter daar bovenuit laten steken. Zo werkt
statistiek. Tot de statistiek haar werk kan doen zal ik dromen!
