Log in

Wachtwoord vergeten?

Word lid Log in Contact

Filosofie.nl

Filosofie Magazine nr. 9/2021

‘Higgsdeeltje is bouwsteen heelal’

Tim Miechels

Het higgsdeeltje verklaart waarom andere deeltjes massa hebben en wordt daarom gezien als de bouwsteen van het heelal. Wetenschapsfilosoof Henk de Regt vraagt zich af of het higgsdeeltje over honderd jaar nog steeds relevant is.

In de jaren na de Tweede Wereldoorlog ontdekten natuurkundigen een grote verscheidenheid aan elementaire deeltjes, de zogeheten particle zoo. Die deeltjes hebben massa, maar niemand kon verklaren waarom. In 1964 voorspelde Peter Higgs het bestaan van een deeltje dat ervoor zorgt dat alle andere deeltjes massa hebben. Dit deeltje was de ontbrekende schakel in de theorie van elementaire deeltjes, en daardoor gold het als de heilige graal van de experimentele fysica. Uiteindelijk werd het higgsdeeltje pas in 2012 ontdekt, dankzij de experimenten in het CERN in Genève. De ontdekking van het higgsdeeltje is niet te vergelijken met bijvoorbeeld een cel die je bekijkt door een microscoop: elementaire deeltjes zijn geen kleine knikkertjes die je direct kunt zien. Het deeltje werd gedetecteerd door te zoeken naar onregelmatigheden in meetresultaten. Die waarneming in het CERN werd gezien als de ontdekking van het feitelijke bestaan van het higgsdeeltje, waardoor ook het standaardmodel van elementaire deeltjes zelf als feit ging gelden. Maar dat het higgsdeeltje de bouwsteen is van de huidige theorie over elementaire deeltjes is nog iets anders dan dat het de daadwerkelijke bouwsteen van het heelal is.’

Technicolor

‘De meetresultaten in het CERN zijn feitelijk waargenomen. Maar het higgsdeeltje zelf is de theoretische verklaring van die meetresultaten. Het higgsdeeltje is het product van de historische ontwikkeling van de theoretische fysica, en dus een menselijke constructie. Het is denkbaar dat het higgsdeeltje over een paar honderd jaar weer verdwenen is uit de natuurkunde. De waarnemingen liggen misschien wel feitelijk vast, maar de onderliggende theorieën niet.

Er bestaan in de natuurkunde ook alternatieven voor het higgsdeeltje. In de bijna vijftig jaar tussen de hypothese van Peter Higgs en de daadwerkelijke ontdekking van het deeltje zaten veel wetenschappers met de vraag: stel dat we het higgsdeeltje niet vinden, wat dan? Een van de alternatieven werd ontwikkeld door Steven Weinberg, een vooraanstaand fysicus en Nobelprijswinnaar. Hij opperde de technicolor-hypothese, die stelt dat niet een deeltje, maar een kracht voor de massa van elementaire deeltjes zorgt. Sinds de ontdekking in het CERN is er natuurlijk een hoerastemming rond het higgsdeeltje, maar er zijn ook nog onopgeloste kwesties. Het higgsdeeltje verklaart waarom alle andere elementaire deeltjes massa hebben, maar het heeft zelf ook massa. Hoe kan dat verklaard worden? Als die vragen onbeantwoordbaar blijken, kan zo’n techni­color-hypothese zomaar weer relevant worden.

Wetenschap is geen lijnrechte weg, toont ook de wetenschapsgeschiedenis van het licht. Rond 1700 dacht Newton dat licht bestond uit deeltjes, terwijl Huygens dacht dat het bestond uit golven. Die golftheorie werd experimenteel ondersteund en tweehonderd jaar lang namen we aan dat licht feitelijk een golf is. Maar rond 1900 ontdekte Einstein dat licht ook deeltjesaspecten had. En toen was het idee dat licht een deeltje is ineens weer terug.’