Wat zijn de Higgsdeeltjes?

De ontdekking die François Englert vandaag de Nobelprijs voor Fysica opgeleverd heeft, werd eigenlijk bijna vijftig jaar geleden al gedaan. Samen met Robert Brout poneerde Englert het idee dat er een deeltje is dat andere deeltjes massa geeft. Bijna gelijktijdig kwam ook de Britse fysicus Peter Higgs met een gelijkaardige theorie. De deeltjes kregen later de naam Higgsbosonen.

Die ontdekking is cruciaal, want massa bepaalt hoe deeltjes zich gedragen. Anders gezegd: de Higgsbosonen bepalen dus hoeveel iets weegt en dus ook hoe het zich beweegt en gedraagt. Van het kleinste zandkorreltje tot het grootste sterrenstelsel, hun gedrag wordt bepaald door de Higgsbosonen.

Englert schreef de theorie samen met zijn collega’s neer in 1964, maar hard bewijs voor het bestaan van de Higgsdeeltjes was er toen nog niet. Op 4 juli 2012 kwam de doorbraak: het Centrum voor Kernonderzoek in Genève (CERN) toonde met een experiment in de grootste deeltjesversneller ter wereld het bestaan met zekerheid aan.

Wat nu precies de praktische toepasbaarheid is van de ontdekking, is nog niet duidelijk. Maar het Higgsbosondeeltje is het laatste elementaire deeltje dat nog niet was gevonden om het Standaardmodel van de deeltjesfysica te doen kloppen.

Concreet kan je het als volgt beschrijven: alle materie in ons universum bestaat uit deeltjes, de zogenaamde subatomaire deeltjes. Die maken samen atomen uit, waaruit alles is opgebouwd. Op zich zijn die subatomaire deeltjes gewichtloos, maar ze krijgen wel gewicht door het Higgsveld. Dat veld is overal in het hele universum aanwezig, bestaat uit de Higgsdeeltjes en is overal hetzelfde. Door te bewegen in het Higgsveld komen de subatomaire deeltjes in contact met de Higgsdeeltjes. Die interactie geeft de deeltjes gewicht. Dat verklaart waarom verschillende voorwerpen een verschillende gewicht hebben: alles heeft een andere samenstelling van deeltjes en dus is de interactie met de Higgsdeeltjes ook anders.

Waarom Higgsdeeltjes en niet Englertdeeltjes?

Wetenschappers spreken eigenlijk over het Brout-Englert-Higgs-mechanisme, om zo alledrie de theoretici eer aan te doen. Door historische redenen is men het doorheen de tijd Higgsdeeltje gaan noemen. Vaak wordt ook gesproken over het "godsdeeltje". Die naamt heeft alles te maken met het fundamentele belang van het deeltje: het verklaart het gedrag van alle materie in het universum.

De beelden bij dit artikel zijn van een reportage uit 2012.