Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Belangrijke stap voor CERN experiment donkere materie

Deeltjeslab CERN geeft groen licht voor de testfase van een experiment dat donkere materiedeeltjes zou moeten produceren. Natuurkundige Alexey Boyarsky is een van de initiatiefnemers.

Jacht op donkere materie

Een ambitieus plan om de jacht op donkere manier te openen vanuit een nieuwe invalshoek heeft een belangrijke mijlpaal gehaald. Een samenwerking van deeltjesfysici en theoretici, met een hoofdrol voor Alexey Boyarsky uit Leiden, heeft een experiment voorgesteld om te proberen om ‘steriele’ neutrino’s te creëren met de zogenaamde Super Proton Synchrotron (SPS). Dit instrument is onderdeel van het deeltjeslaboratorium CERN in Genève. De SPS-raad heeft nu haar steun uitgesproken voor het experiment, zodat het nu een driejarig testproces ingaat. Als het bestuur van CERN de uiteindelijke goedkeuring geeft, gaat het Search for Hidden Particles (SHiP) van 185 miljoen euro van start in 2026.

Hypothetische deeltjes

Boyarsky is op zoek naar de oorsprong van een van de meest mysterieuze verschijnselen in het heelal. Het universum lijkt voor het grootste deel te bestaan uit massa dat we niet kunnen zien en waarvan we geen idee hebben waar het vandaan komt. Dit noemen natuurkundigen ‘donkere materie’. Steriele neutrino’s staan op de kandidatenlijst om de bouwstenen te zijn van donkere materie. Maar het is nog niet bewezen dat deze hypothetische deeltjes überhaupt bestaan.

Kettingreactie

Als ze daadwerkelijk bestaan, zouden ze volgens de hypothese slechts een extreem zwakke of zelfs geen interactie hebben met de ‘normale’ materie uit onze beleveniswereld. Het voorgestelde SHiP-experiment gebruikt de hoge-intensiteit-protonstraal van de SPS om te proberen zware steriele neutrino’s te produceren. De zwaardere variant zou namelijk af en toe vervallen tot normale materie. Het samenwerkingsverband verwacht dat de protonen de gewenste deeltjes creëren via een kettingreactie, waarna de wetenschappers hun bestaan indirect zouden kunnen aantonen door specifieke signalen te meten van hun verval.  

Onderschrift foto: Boyarsky is een belangrijke stap dichterbij de realisatie van een experiment van 185 miljoen euro dat deze Super Proton Synchrotron op CERN gebruikt om het bestaan van steriele neutrino’s aan te tonen.