Wat zijn de fundamentele bouwstenen van de materie waaruit ons universum bestaat en wat is de wisselwerking hiertussen? Natuurkundige Jaco ter Hoeve bracht in zijn onderzoek de natuurkunde buiten het Standaard Model in detail in kaart. Hij toonde aan waar wáár nieuwe deeltjes zich mogelijkerwijs kunnen bevinden én met welke waarschijnlijkheid en eigenschappen.
De vraag waaruit materie is opgebouwd houdt de moderne natuurkunde al decennialang bezig. Dit komt samen in het Standaard Model van de deeltjesfysica dat de elementaire deeltjes en krachten om ons heen beschrijft op de allerkleinste schalen, namelijk een miljardste van een miljardste meter. Het grootste succes van het Standaard Model tot nu toe is zonder twijfel de ontdekking van het Higgs boson in 2012 dat onder andere verklaart hoe deeltjes massa krijgen.
Ondanks dit succes zijn er nog veel open vragen die het Standaard Model niet kan beantwoorden en waar nieuwe (nog) onontdekte deeltjes aan ten grondslag liggen. Ter Hoeve bracht voor dit onderzoek de nieuwe natuurkunde buiten het Standaard Model tot in detail in kaart. “Dit is te vergelijken met het uitspreiden van een groot visnet in de oceaan op zoek naar dat ene onbekende deeltje”, zegt Ter Hoeve. Hij gebruikte hiervoor data van de Large Hadron Collider (LHC) op CERN (Geneve). Dit is een ondergrondse deeltjesversneller in een ringvormige tunnel met een omtrek van 27 kilometer.
Hij ontwikkelde een nieuwe methode door geavanceerde Machine Learning technieken toe te passen om een maximale hoeveelheid informatie uit de experimentele data te halen. Het onderzoek toont aan waar nieuwe deeltjes zich mogelijkerwijs kunnen bevinden én met welke waarschijnlijkheid en eigenschappen. Ook werd de verwachte impact van toekomstige experimenten in kaart gebracht.
