ANW PGO leidraad Supersymmetrie in het nauw

PGO-LEIDRAAD
Module
Groepsle
den
Artikel
(titel)
ANW –
V4A
3
Voorzitter: Carlijn van Herpt
Notulist: Vivian Allis
Supersymmetrie in het nauw
LHC ziet voorspelde deeltjes nog niet
Overige:
Bibi van Eijk
1. Verhelder onduidelijke termen en begrippen.
Isotroop materiaal: als de materiaaleigenschappen niet van de
richting afhangen.
Quarks: subatomaire deeltjes er zijn zes soorten en ze komen in
paren voor
Lepton: een van de drie subatomaire deeltjes uit het
standaardmodel. Een lepton kan niet worden gesplitst en is
daarom een elementair deeltje
Boson: deeltje dat een heeltallige spin bezit
Fermion: deeltje dat een halve spin heeft.
2. Definieer het centrale probleem / vraag van het artikel.
Is er sprake van symmetrie of supersymmetrie in het
standaardmodel deeltjesphysica?
3. Analyseer het artikel / de rode draad.
Om het standaardmodel te kunnen handhaven is het nodig dat
ieder deeltje een partner heeft; men noemt dit symmetrie.
Echter, in het lab worden deze zware symmetrische deeltjes tot
nog toe niet gevonden.
Het standaardmodel van de deeltjesfysica is een theorie die alle
krachten en deeltjes beschrijft waar materie van gemaakt is. In
het standaardmodel komen drie verschillende soorten deeltjes
voor: quarks, leptonen en bosonen of krachtdeeltjes. Maar om
het model compleet te maken, moet eerst nog het Higgsboson
worden gevonden. Dat is blijkbaar niet makkelijk, anders waren
we het al tegengekomen. De grote vraag is wat het Higgsboson
weegt.
Om het ingewikkeld te maken hebben de onderzoekers echter
ook supersymmetrie bedacht, dit betekent dat ieder deeltje een
partner heeft met een andere spin. De supersymmetrische
partnerdeeltjes (kortweg ‘SuSy-deeltjes’) van het
Standaardmodel hebben een spin die precies 1/2 verschilt van
die van het bekende deeltje. Onderzoekers speuren heel gericht
naar de sporen van SuSy-deeltjes, maar ze komen niet
tevoorschijn. Daardoor lopen de onderzoekers tegen eenzelfde
soort probleem aan als eerder bij de zoektocht naar de massa
van het Higgsboson. Supersymmetrie kan nog steeds het
Standaardmodel verklaren, maar daarvoor moeten de SuSydeeltjes een steeds nauwkeuriger vastgepinde massa hebben.
De komende twee jaar worden hoe dan ook spannend voor de
deeltjesfysica. De LHC zal botsingen met hogere energie gaan
produceren. Zowel supersymmetrie als het Higgsmechanisme
moeten bij die energie zichtbaar worden. Mocht dit niet
gebeuren, dan is dat nog geen ramp, maar een herinnering dat
de natuur zich niet zo makkelijk in een paar vergelijkingen laat
vatten.
4. Orden de ideeën uit de analyse van het probleem.
niet van toepassing
5. Formuleer leerdoelen.
1) Wat is de geschatte massa van het Higgsboson?
2) Wat is het Higgsmechanisme?
3) Wat is het verband tussen het Higgs boson en de Large
Hadron Collider?
PROCESCONTROLE (punten,datum)
DOCENT
________________
6. Beantwoord je leerdoelen.
1) De massa van het Higgs Boson: De ontdekking van het Higgs
Boson blijkt uit analyse van de botsingen in de Large Hadron
Collider. Uit de resultaten van het CMS-team en het Atlas-team,
de twee grootste detectors van de LHC, zou het deeltje een
massa van ongeveer 125GeV hebben. De kans dat de
waarnemingen op toeval berusten, bedraagt dankzij een
significantie van 4,9 sigma slechts ongeveer 0,0001 procent.
2) Het Higgs-mechanisme: Natuurkundigen zoeken al jaren
naar het laatste ingrediënt voor hun Standaard Model van de
elementaire deeltjes. Die zijn in de kale vorm van de theorie
massaloos – er is een extra mechanisme nodig om de deeltjes
(en ons!) hun massa te geven. Dat mechanisme is het Higgsveld, een alomtegenwoordige stroopzee waar sommige deeltjes
meer last van hebben dan andere.
3) Een deeltjesversneller waarin deeltjes botsen, zoals de Large
Hadron Collider, kun je zien als een megamicroscoop. Door de
energie van de piepkleine deeltjes naar gigantische waarden op
te krikken, worden zelfs de meest minieme reacties meetbaar.
De LHC wordt zelfs zo krachtig dat deeltjes die erin
gespecialiseerd zijn om zich verborgen te houden, toch
gevonden zullen kunnen worden.
Schrijf een korte samenvatting van de ‘oplossing’ van dit
probleem.
Men gelooft nog steeds dat er sprake is van (super)symmetrie
in het standaardmodel maar men heeft de bijbehorende
deeltjes nog niet gevonden. Men verwacht echter dat in de
toekomst en zeker met nieuwere apparatuur die deeltjes als
nog gevonden zullen worden.
PROCESCONTROLE (punten,datum)
DOCENT
________________