Een oceaan vol Higgs

Het Higgsdeeltje is nu vrijwel zeker ontdekt. Maar de eigenschappen kennen we nog niet. Fysicus Robbert Dijkgraaf ziet het als een doos waarvan hij niet weet wat erin zit.

Redacteur Wetenschap

Rotterdam. Toen gisterochtend de ontdekking van het Higgsdeeltje bekend werd gemaakt, was het in Princeton nog middenin de nacht. Toch zat Robbert Dijkgraaf, de kersverse directeur van het Institute for Advanced Studies aldaar, er al aan de champagne met zijn collega-fysici, terwijl ze de persconferentie live volgden. Vrolijk lachend: „Het was mijn derde dag op het werk – ik heb wel gezegd dat ik vanaf nu iedere week een belangrijke ontdekking verwacht!”

Kunt u in gewonemensentaal uitleggen wat de ontdekking van het Higgsdeeltje betekent? Het is ‘een deeltje dat andere deeltjes hun massa geeft’, bijvoorbeeld – wat moet ik me daarbij voorstellen?

„De grote betekenis van het Higgsdeeltje schuilt niet in het deeltje zelf maar in het Higgsveld. Alle elementaire deeltjes kun je ook zien als trillingen van een veld. Licht, bestaand uit fotonen, is bijvoorbeeld een trilling van een elektromagnetisch veld. En het Higgsveld is het enige veld dat overal in de ruimte aanwezig is, ook in de verder lege ruimte. Andere deeltjes reageren op het Higgsveld, worden erdoor tegengehouden; het geeft hun een zekere stroefheid. En de mate waarin deeltjes gevoelig zijn voor het Higgsveld, bepaalt hun massa.”

Waarom is deze ontdekking zo belangrijk?

„Het is echt het sluitstuk in het Standaardmodel van de deeltjesfysica, dat de krachten en deeltjes die materie vormen beschrijft. Tot nu toe waren er twee soorten deeltjes gevonden: materiedeeltjes en deeltjes die krachten overbrengen. Maar het Higgsdeeltje is een deeltje van een compleet nieuw type, dat nog niet eerder was waargenomen in de natuur. Je moet je voorstellen dat deeltjes om hun as tollen met een vaste snelheid, dat noemen we ‘spin’. Deeltjes die krachten overbrengen hebben spin 1 en materiedeeltjes hebben – door een gekke manier van tellen – spin ½. Maar het Higgsdeeltje heeft spin 0, dus draait niet rond, heeft geen voorkeursrichting, geen as. Daardoor heeft het ook die eigenschap dat het de hele ruimte kan vullen. Spin 0 is natuurlijk ook een optie voor de natuur en het is heel leuk om te zien dat de natuur die optie ook gebruikt.”

Wat is nu de volgende stap in het onderzoek?

„We hebben de aanwezigheid van het Higgsdeeltje aangetoond, maar nog niet de eigenschappen. Het Higgsdeeltje bemoeit zich met alles wat massa heeft, maar hoe en met welke sterkte? Hoe en hoe vaak valt het in welke deeltjes uit elkaar? Wij hebben concrete voorspellingen voor die vervalsprocessen en we gaan nu kijken of de natuur zich aan ons model houdt of niet. En is er één Higgs, of is het een hele sector? Ik heb nu het idee dat er een doos voor me staat met het etiket ‘Higgs-boson’ erop, maar ik weet nog niet wat erin zit.”

Is het Higgsdeeltje puur theoretisch interessant of zal het ook nieuwe uitvindingen opleveren?

„Ik denk dat dat nog wel even zal duren. Het belang zit nu in precies begrijpen wat massa is, op heel fundamenteel niveau. Ik denk niet dat er iemand is die nu al aan enige toepassing denkt.

„Ik was wel ontroerd dat Peter Higgs gisteren zei dat hij blij was dat hij dit tijdens zijn leven nog mee mocht maken. Van idee tot verificatie heeft vijftig jaar geduurd. Het past net in een mensenleven, dat geeft wel aan hoeveel inspanning dit soort onderzoek kost.”

Is de vondst van het Higgsdeeltje alleen belangrijk voor natuurkundigen, of moeten ‘gewone mensen’ het ook belangrijk vinden?

„Ja, mij wordt wel vaker gevraagd wat mensen moeten met al die gekke deeltjes. Maar het is toch goed om te begrijpen waar materie uit bestaat, je hele lijf zit er vol mee. En de Higgs is niet een exotisch deeltje dat alleen bij de oerknal is gevonden. Als er één deeltje is dat overal van alles doet is het wel de Higgs. Wij zwemmen in een oceaan van Higgsdeeltjes, het is eigenlijk alsof we vissen zijn en nu hebben vastgesteld dat er water om ons heen is. Dat is een belangrijke stap.”