Volgens het Standaardmodel, de leidende theorie binnen de deeltjesfysica, zouden materie en antimaterie kort na de oerknal in vrijwel gelijke hoeveelheden moeten zijn ontstaan. Toch bestaat het waarneembare heelal bijna volledig uit materie. De kleine verschillen tussen materie en antimaterie die het Standaardmodel beschrijft, kunnen deze onbalans niet volledig verklaren.
Wouter Hulsbergen, bijzonder hoogleraar Flavour Physics at the LHC aan de Vrije Universiteit Amsterdam en onderzoeker bij Nikhef, is medeaanvrager van een onlangs toegekende beurs van de Swiss National Science Foundation (Schweizerischer Nationalfonds, SNSF). Het voorstel werd geïnitieerd door mede-aanvrager Laurent Dufour, universitair docent aan de EPFL en afgestudeerd aan de Rijksuniversiteit Groningen. De beurs ondersteunt een samenwerking tussen EPFL en de lokale LHCb-groep bij Nikhef en de VU. Het project zoekt naar aanwijzingen voor fysica buiten het standaardmodel door precieze metingen aan neutrale B-mesonen. Deze
deeltjes vertonen kwantumgedrag waarmee uiterst kleine verschillen tussen materie en antimaterie, bekend als CP-schending, onderzocht kunnen worden.
De onderzoekers gebruiken de volledige Run 3-dataset van het LHCb-experiment bij CERN. Zij combineren metingen aan verschillende vervallen van B-mesonen om een belangrijke grootheid in het Standaardmodel te bepalen: de CKM-hoek β. Het doel is om de precisie van deze meting met een factor twee tot drie te verbeteren. Zulke metingen kunnen effecten aan het licht brengen van deeltjes die te zwaar zijn om rechtstreeks te produceren met de Large Hadron Collider. Het vergelijken van verschillende vervalprocessen is op dit precisie niveau essentieel, omdat subtiele effecten zorgvuldig moeten worden begrepen en gecontroleerd.
De beurs financiert één promovendus en één postdoctoraal onderzoeker voor de lokale LHCb-groep. De promovendus zal naar verwachting één jaar bij EPFL of CERN doorbrengen, wat de samenwerking tussen de Zwitserse en Nederlandse teams verder versterkt. Het onderzoek draagt daarnaast bij aan de kalibratie en het begrip van LHCb’s nieuwe scintillating-fibre-tracking detector. Een betere karakterisering van de detector verhoogt de betrouwbaarheid van simulaties en metingen.