Wonder van de vier quark-smaken lijkt al weer van de baan

Onderzoekers van het LHCb-experiment op deeltjeslab CERN lijken korte metten te hebben gemaakt met een recente Amerikaanse claim dat op Fermilab een totaal nieuwe vorm van materie was ontdekt: de zogeheten tetraquarks. Daarin zitten vier quarks in één deeltje, in plaats van de drie die in gewone materie bestaan.

Onderzoekers van het LHCb-experiment op deeltjeslab CERN Beeld anp

Normale materie is opgebouwd uit protonen en neutronen, met steeds drie quarks. Deeltjes met vier quarks zouden tot vreemde materie-eigenschappen kunnen leiden, en bijvoorbeeld veel zwaarder zijn dan gewone materiedeeltjes. Maar in de eigen waarnemingen van botsende protonen in de LHC-superversneller in Genève zien de LHCb-fysici er helemaal niks van, meldden ze zondag op een conferentie in ski-oord La Thuile, Noord-Italië.

Dat is opmerkelijk, omdat LHCb met twintig keer meer meetgegevens kon werken, dan de Amerikaanse groep. Die gebruikte de oude metingen van de DZero-detector uit de inmiddels gesloten Tevatron-versneller op Fermilab. 'Ik heb het idee dat ze er te graag toch nog iets uit hebben willen wringen', zegt een Cern-fysicus off the record. 'Zo'n hard signaal als zij claimen, had in de LHCb-data zeker moeten opduiken', zegt ook de Brusselse deeltjesfysicus Freya Blekman, die in Lathuile is.

X(5568)

De vondst van het onbekende tetraquarkdeeltje X(5568) op Fermilab was vooral bijzonder omdat het voor het eerst een deeltje met vier echt verschillende typen (fysici spreken graag van 'smaken') quarks zou zijn. In de drietallen binnen protonen zitten telkens minstens twee up- en down-quarks. In het vijftallige pentaquark dat een paar jaar geleden werd ontdekt ook.

De standaard deeltjestheorie staat vier- of vijftallen quarks overigens wel toe, alleen is het rekenwerk eraan buitengewoon gecompliceerd. Daardoor staat niet vast wat er in botsingsexperimenten eventueel aan het licht kan komen. Dat de ontdekking van de tetraquark weer op losse schroeven staat lijkt vreemd, omdat de Amerikanen overtuigend veel waarnemingen meenden te hebben. Dat kan echte te maken hebben met de manier van analyseren. 'Als je dat niet blind doet, maar gaat zoeken, vind je vermoedelijk te makkelijk uitschieters', aldus Blekman.

Tetraquark, opgebouwd uit vier verschillende quarks en zo zwaar als zes waterstofkernen Beeld fnal

Review

DZero zelf houdt overigens vol dat hun effect bestaat en heeft een artikel over de vondst ingediend bij het tijdschrift Physical Review Letters. 'We zullen zien of ze door de beoordeling komen', zegt de anonieme Cern-onderzoeker. 'Ik neem aan dat de reviewers er stevig overheen zullen gaan.'

De nieuwe resultaten van de LHCb werden dit weekend gepresenteerd op de jaarvergadering van CERN in de Alpen op de grens van Zwitserland en Italië. Verreweg de meeste aandacht gaat daar uit naar een onbekend lichthobbeltje in de meetgrafieken. Daar lijken twee fotonen, lichtdeeltjes, te ontstaan uit een onbekend zwaar deeltje. Zowel de Atlas- als de concurrerende CMS-detector hebben daarvoor serieuze aanwijzingen, maar tot nog toe onvoldoende gegevens voor eventuele claims. Komende donderdag maken beide experimenten hun metingen voor het eerst openbaar. Na de lunch, meldt het programma.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@volkskrant.nl.