deeltjesfysica

Deeltjesfysica is een tak van de natuurkunde die de kleinste bouwstenen van materie en de interacties daartussen bestudeert. Ze onderzoekt elementaire deeltjes zoals quarks en leptons en de bosonen die de fundamentele krachten overdragen, waaronder fotonen (elektromagnetische kracht), gluonen (sterke kracht) en W± en Z0 (zwakke kracht). Een centrale beschrijving volgt uit quantumveldtheorieën, met het Standaardmodel als raamwerk voor de meeste bekende deeltjes en krachten. Een belangrijk mechanisme binnen dit model is de Higgs-mechanisme, dat massa toekent aan veel van de deeltjes.

Experimenteel onderzoek vindt plaats in grote deeltjesversnellers waar deeltjes op hoge energieën botsen en de resulterende producten worden gedetecteerd. Voorbeelden zijn de Large Had Collider (LHC) en de bijbehorende detectors ATLAS, CMS, LHCb en ALICE. Metingen omvatten het bepalen van massa’s, kruissecties, de structuur van de protonen (parton-distributiefuncties) en de eigenschappen van bosonen. De resultaten worden vergeleken met voorspellingen uit het Standaardmodel; afwijkingen kunnen wijzen op nieuwe fysica buiten dit raamwerk.

Deeltjesfysica heeft bijgedragen aan inzichten zoals de bestaan van drie generaties van deeltjes en het bestaan van de Higgs-boson. Hoewel het veld vooral theoretisch en experimenteel gericht is, heeft het ook praktische toepassingen, bijvoorbeeld in medische beeldvorming en radiotherapie, en in technologieën zoals detectors en informatica. Het vakgebied werkt voortdurend aan de uitbreiding van de kennis met nieuwe theorieën en experimenten die proberen zwaartekracht en andere verschijnselen op een nieuw niveau te begrijpen.