Universiteit Leiden

nl en

Voorbij de intensiteitsfrontier

In de jacht op nieuwe deeltjes doorzoeken natuurkundigen botsingen bij steeds hogere energie, waarbij ze de energiefrontier telkens een stukje verleggen. Sommige deeltjes laten zich echter moeilijk vangen omdat ze zeldzaam interactie vertonen; niet vanwege een hoge energie. Dit werpt een nieuwe barrière op: de intensiteitsfrontier.

Enorme deeltjesversnellers zoals CERN’s Large Hadron Collider (LHC) zijn in staat om botsingen te produceren tussen deeltjes bij onvoorstelbare snelheden. Dit voegt gigantische hoeveelheden energie toe aan de impact, die terechtkomen in nieuw gecreëerde deeltjes. Wanneer wetenschappers op zoek zijn naar het bestaan van nieuwe zware deeltjes, hebben ze voldoende energie nodig om om te zetten in massa en moeten daarom de “energiefrontier” verleggen. Voor de ontdekking van het Higgsboson lukte het de LHC om eerst de 8 TeV- en daarna de 13 TeV-barrière te passeren.

Intensiteitsfrontier

Leids natuurkundige Alexey Boyarsky zoekt deeltjes die misschien op de loer liggen achter een andere barrière—de “intensiteitsfrontier”. Wetenschappers vermoeden dat sommige deeltjes zo moeilijk te vinden zijn omdat ze zeldzaam interactie vertonen; niet vanwege een hoge energie. Dat zou betekenen dat miljarden botsingen nodig zijn om een enkel “feebly interacting particle” te produceren. CERN’s Search for Hidden Particles (SHiP) experiment verschuift de intensiteitsfrontier bijvoorbeeld met verschillende ordes van grootte.

Workshop

Samen met fysici van over de hele wereld heeft Boyarsky een workshop georganiseerd op CERN in Genève met meer dan 100 deelnemers uit 21 landen, getiteld New Physics at the Intensity Frontier. ‘De voornaamste uitkomst van de workshop is dat de intensiteitsfrontier under-explored is,’ zegt Boyarsky. ‘Er is daar een hoop mogelijk nieuwe natuurkunde te onderzoeken. Met behulp van deze experimenten gaan we misschien verklaringen vinden voor de voornaamste puzzel rond de natuurkunde voorbij het standaardmodel: donkere materie, materie-antimaterie asymmetrie en neutrinomassa’s.’