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). 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.