Deel dit artikel

de elementairedeeltjesfysica, ook gekend onder de naam hoge-energiefysica, is een van de grote deelgebieden van de natuurkunde. getuige daarvan bijvoorbeeld het feit dat ruim één derde van de naoorlogse nobelprijzen fysica werd toegekend aan wetenschappers uit dit domein. zij bevinden zich op dit moment op een scharnierpunt: de komende jaren zullen ze beslissingen moeten nemen die een grote impact zullen hebben op de wetenschap, minstens tot het einde van deze eeuw. daarbij moet onder andere het zogeheten standaardmodel verder aangevuld worden.

Elementairedeeltjesfysica, quo vadis?

Alexander Sevrin

Begin dit jaar werd de eerste voorzet al gegeven. CERN kwam naar buiten met haar mogelijke plannen voor de toekomst: een cirkelvormige deeltjesversneller, de Future Circular Collider oftewel FCC, van maar liefst 100 km lang, die fysici in staat zal stellen om de natuur op een ongezien kleine schaal te bestuderen. De versneller zou begin jaren 2040 operationeel worden en tot diep in het laatste kwart van onze eeuw data blijven aanleveren. Bijna onmiddellijk na de aankondiging hiervan volgde een stroom aan reacties via sociale en andere media die vaak dezelfde boodschap hadden: hoge-energiefysica is nu ‘afgewerkt’, er is immers niets fundamenteels meer dat in een niet al te verre toekomst bijgeleerd en/of begrepen kan worden. De vraag is dan ook of verdere grote investeringen in de elementairedeeltjesfysica, zowel in mankracht als financieel, dan nog wel te verantwoorden zijn. Hoewel de auteurs van deze doemberichten dikwijls niet gehinderd werden door al te veel vakkennis, lokken deze opinies toch enige reflectie uit. Waar staan we en waar gaan we naartoe? In dit essay zal ik mij beperken tot het wetenschappelijke luik en er hopelijk in slagen om duidelijk te maken dat de verwezenlijkingen binnen dit veld weliswaar adembenemend zijn, maar dat desondanks grootse vragen nog steeds op een antwoord wachten.

Wat is elementairedeeltjesfysica nu precies? Een blik op de belangrijkste problemen en vragen die men in deze discipline wenst te beantwoorden maakt meteen veel duidelijk:

(1) Wat zijn de kleinste deeltjes waaruit alle materie om ons heen opgebouwd is?

(2) Deze deeltjes interageren met elkaar en geven zodoende aanleiding tot de macroscopische structuren die we waarnemen. Deze interacties of krachten manifesteren zich op de meest diverse manieren. Kunnen we dit reduceren tot een beperkt aantal krachten? Anders gesteld: wat zijn de fundamentele interacties in onze wereld?

(3) Kunnen we dit begrijpen? Met andere woorden: kunnen we een stel fysische principes of wetmatigheden formuleren die ons in staat stellen om met een gering aantal experimenteel te bepalen parameters elementaire deeltjes en hun onderlinge interacties te beschrijven? Dit laatste zou niet enkel kwalitatief moeten, maar ook kwantitatief.

Het vervolg van dit artikel lees je in de papieren versie van Karakter 66. De volledige tekst verschijnt later online.

Deel dit artikel
Gerelateerde artikelen