Ze hebben het gevonden. Eindelijk.
Het Bc*+ meson. Niet zomaar de gewone Bc+, maar zijn opgewonden neefje. Het bestaat aan de Large Hadron Luminosity Frontier van CERN.
Hier is de opstelling. Je kent protonen. Je kent neutronen. Het zijn hadronen, opgebouwd uit quarks die aan elkaar zijn geplakt door de sterke kracht, zoals lijm die nooit droogt. Meestal zijn deze dingen in twee smaken verkrijgbaar. Baryonen. Drie quarks. Of mesonen. Eén quark. Eén antiquark. Eenvoudig. Schoon.
Alleen is dat niet altijd het geval.
Sommige mesonen zijn zwaar. Charme quarks. Bottom-quarks. Zij zijn de laboratoriumratten van de kernfysica. Laten we een kijkje nemen onder de motorkap van de sterke kracht. Die kracht bindt hen. We begrijpen nog steeds niet helemaal hoe.
Het Bc+-meson? Het is speciaal. Twee zware spelers. Een charmekwark. Een bodem antiquark. Maar het team wilde de opgewonden staat. De BC*.
Dus sloegen ze protonen tegen andere protonen. Moeilijk.
De Bc*+ is onstabiel. Breekbaar. Het vervalt vrijwel onmiddellijk in een Bc+ en een foton. Als je het foton en de vervaldeeltjes samen ziet, heb je bewijs. Een rokend pistool.
Alleen is het foton verlegen.
De massakloof is klein. Slechts een klein verschil. Het resulterende foton draagt vrijwel geen energie. Onzichtbaar voor standaarddetectoren. Te stil. Te laag.
Wist je dat standaard foton-ID-technieken hier faalden? Ze keken er vlak langs.
Het ATLAS-team moest creatief aan de slag. Ze gingen niet rechtstreeks op zoek naar het foton. Ze zochten naar zijn schaduw.
Ze keken naar het foton dat in de volgdetector werd omgezet. Verandert in een elektron en een positron. Een paar sporen. Beginnend vanaf dezelfde plek. Maar ontheemd. Niet bij de oorspronkelijke crash.
Lage energiebanen. 100 Me transversaal momentum. Lager dan waar ATLAS gewoonlijk om geeft. Ze bouwden een op maat gemaakt reconstructietool. Een speciale procedure om geesten te vinden.
Het werkte.
Het massaverschil? 64,5 MeV. Plus of min 1,4.
“Binnen het bereik van de theorie”, zeiden ze. Maar niet perfect afgestemd op de nieuwste, uiterst nauwkeurige wiskunde. Dichtbij genoeg. Dichtbij.
Het voedt de modellen. Het scherpt het beeld van de sterke kernkracht aan. Misschien een beetje. Misschien nog niet genoeg.
Het artikel belandt in Physics Review Letters. Nog een steen in de muur. Nog een aanwijzing over hoe het universum in elkaar steekt. Of niet.
Wij zoeken naar patronen. We constateren kleine afwijkingen. Dan blijven we dingen kapot maken.
