Higgs of niks

Bruce Knuteson

De afgelopen jaren zijn er miljarden gestoken in de LHC-versneller bij het Europees centrum voor deeltjesonderzoek, het Cern. De komende jaren moet daar het Higgs-deeltje worden opgespoord. Maar de investeringen leveren het meest op als de Higgs niet opduikt, vindt Bruce Knuteson, onderzoeker aan het MIT in de Verenigde Staten. Hij schrijft dat in een artikel waarin hij de waarde van experimenten uit de deeltjesfysica probeert te kwantificeren (arXiv: 0712.3572v1).

Het gaat hier over ‘big science’. Over miljarden kostende experimenten die doelgericht jagen op specifieke deeltjes. Over een veld waarin weinig aan het toeval overgelaten schijnt te worden. Maar juist verrassende resultaten leveren de meeste nieuwe kennis op, aldus Knuteson. Ofwel: het gaat niet om ‘eureka’ (ik heb gevonden), maar om ‘that’s funny’ (dat is vreemd), zoals de bekende fysicus Isaac Asimov eens zei.

Om dat in getallen uit te drukken, borduurt Knuteson verder op de klassieke informatietheorie van Shannon. Je moet vaststellen, schrijft hij, hoezeer de mogelijke uitkomsten van een meting onze onzekerheden verkleinen én onze kennis vergroten. Met allerlei formules komt hij vervolgens tot een ‘bang per buck’, tot ‘kenniswinst’ per geïnvesteerde duizend dollar.

Ter illustratie rekent Knuteson daarna aan eerdere metingen. Zoals bij de grote LEP-versneller van Cern, waarin de langverwachte Z-deeltjes boven water kwamen. Ze leverden minder ‘bang per buck’ op, constateert hij, dan de betrekkelijk kleine experimenten die toevallig op het tau- en het j/psi-deeltje stuitten.

Onzin, vindt deeltjesfysicus Stan Bentvelsen, die het Nederlandse aandeel in de jacht op de Higgs coördineert. “Ik denk dat zulke schijnbare kwantitatieve benaderingen de discussie alleen maar vertroebelen. Want in feite zit er een enorme willekeur in de definitie van verwachtingen en voorspellingen. En wat mij betreft is de ontdekking van het (verwachte) Z-deeltje minstens zo belangrijk als die van het (onverwachte) tau-deeltje.”

Ook Frank Linde, directeur van het Nederlands instituut voor deeltjesonderzoek (NIKHEF), is stellig. “Natuurlijk had ik graag bij LEP ook andere ontdekkingen gedaan dan de Z-deeltjes. Maar dat is geklets achteraf”, zegt hij “En dat is nu net het probleem.”