Schuiven met pi om Einstein te testen

Als wetenschappers ergens zeker van zijn, is het wel dat de waarde van het getal pi overal en altijd hetzelfde is. Deel de omtrek van een cirkel door de diameter, en je krijgt 3,14159 – gevolgd door nog een oneindig lange rij cijfers achter de komma, waarvan er inmiddels enkele biljoenen zijn uitgerekend. Met dat in het achterhoofd klinkt het plan van natuurkundige Carl-Johan Haster in eerste instantie vrij onzinnig: laat pi variëren tussen -20 en 20, en kijk welke waarde het beste werkt.

Nu rekent Haster niet met omtrekken en diameters van cirkels, maar met zwaartekrachtsgolven. Oftewel: de trillingen in de ruimtetijd die volgens Einsteins algemene relativiteitstheorie bijvoorbeeld ontstaan als twee zwarte gaten samensmelten. Zo’n trilling laat zich namelijk omschrijven door een fikse formule die onder meer pi bevat. Door te kijken of de waarde van pi waarbij de formule de trilling het best omschrijft ook overeenkomt met de wiskundige waarde van pi, check je in feite of de relativiteitstheorie wel klopt. Stel immers dat een pi van, zeg, 14,75465 veel beter werkt dan eentje van 3,14159 – dan moet er wel iets mankeren aan die theorie.

Lees de nieuwe Far Out op de site van KIJK of in het net verschenen augustusnummer van het blad. (Overigens had die bladversie als oorspronkelijke kop mijn absolute dieptepunt als koppenbedenker: ‘Einstein op de pi-jnbank.’ Gelukkig had de redactie een beter idee.)

Mini-detector voor zwaartekrachtsgolven voorgesteld

Sinds september 2015 meten we met enige regelmaat zwaartekrachtsgolven: trillingen in de ruimtetijd, veroorzaakt door bijvoorbeeld twee zwarte gaten die samengaan. Probleem is alleen dat je daar detectors voor nodig hebt met kilometerslange tunnels. Kan het ook anders? Ja, denken natuurkundigen Sougato Bose van University College London, Anupam Mazumdar van de Rijksuniversiteit Groningen en collega’s. Door slim gebruik te maken van minuscule diamantjes verwachten zij een detector voor zwaartekrachtsgolven te kunnen bouwen die op een eettafel past.

Lees het hele artikel op de site van New Scientist.

Wel grappig: in 2017 schreef ik voor De Ingenieur een artikel over nv-centra in diamant als meetmethode voor magnetische velden, daarvóór schreef ik twee features voor KIJK over zwaartekrachtsgolven – maar had nooit gedacht dat die twee onderwerpen ooit bij elkaar zouden komen in één stuk.

Wat heeft XENON1T gezien?

Dé gedoodverfde oplossing voor het donkere-materie-probleem is al decennialang de WIMP, voluit weakly interacting massive particle. De vele experimenten die zijn opgetuigd om dit deeltje te vinden, hebben echter nooit een steekhoudende ontdekking kunnen claimen. Wel is met de gevoeligste WIMP-zoeker tot nu toe, XENON1T, iets anders interessants gezien – misschien wel de eerste tekenen van een alternatieve donkere-materie-kandidaat.

Lees het hele bericht op de site van New Scientist.

Erg interessant resultaat. En waar mijn verstand zegt ‘het zal wel weer wegsmelten, of er blijkt een heel aardse verklaring voor’, hoop ik natuurlijk stiekem dat het wél het eerste teken van iets echt nieuws is. Zoals het axion. Dat zou me toch wat zijn. Maar goed, voor nu: hoed je voor al te veel hype en wacht geduldig meer resultaten af. En lees intussen toch maar vast hoofdstuk 9 van De deeltjessafari, over axionen. Gewoon, voor de zekerheid.

Overleden grootouder

Overigens is een van de grootouders van het axion, theoretisch natuurkundige Roberto Peccei, begin deze maand op 78-jarige leeftijd overleden. Samen met collega Helen Quinn bedacht hij eind jaren zeventig het Peccei-Quinn-mechanisme, een oplossing voor een probleem rond de sterke kracht die als bonus een extra deeltje oplevert: het axion. Helaas heeft hij dus het prikkelende resultaat van XENON1T niet meer mogen meemaken.

R.I.P. Heelal: het einde van alles was nog nooit zo leuk

Verschenen: R.I.P. Heelal, over de mogelijke manieren waarop ons heelal ten einde kan komen, geschreven door Ans Hekkenberg, a.k.a. GirlForScience

R.I.P. HeelalIk mocht de eerste proeflezer zijn – en werd meteen de eerste fan. Wat een fantastisch geschreven, interessant, toegankelijk en grappig boekje, over toch bepaald niet het simpelste onderwerp om over te schrijven!

Misschien denk je nu: ja, hallo. Jean-Paul werkt voor de uitgever van het boekje, is een directe collega van de auteur, én was betrokken bij de totstandkoming. Hoe niet-objectief kun je zijn? Maar geloof me: mijn enthousiasme is oprecht. Ik heb inmiddels honderden populairwetenschappelijke artikelen begeleid en heel wat non-fictieboeken gerecenseerd, en zelden heb ik met zoveel plezier zitten lezen.

Dit is hoe het moet, mensen. Koop dat boekje.

 

Maakte kosmische straling ons DNA rechtshandig?

De suikers in ons lichaam zijn altijd rechtshandig. Hetzelfde geldt voor de bouwstenen van ons DNA – die suikers bevatten – en voor onze DNA-moleculen in zijn geheel. De aminozuren waar het aardse leven gebruik van maakt, zijn dan weer linkshandig. Waar dat door komt, is niet duidelijk; er circuleren allerlei mogelijke verklaringen. Astrofysici Noemie Globus van de New York-universiteit en Roger Blandford van de Stanford-universiteit richten hun pijlen op een buitenaardse dader. Volgens hen zou het heel goed zo kunnen zijn dat kosmische straling het aardse leven zijn voorkeur voor bepaalde moleculen meegaf.

Lees het hele artikel op de site van New Scientist.

Pionisch helium gemaakt én gemanipuleerd in lab

Het klinkt als een wat gekke hobby van natuurkundigen: neem een atoom – oftewel: een atoomkern omringd door een of meer elektronen – en vervang vervolgens één zo’n elektron door een zwaarder deeltje. Eerder lukte dat onderzoekers van het Duitse Max Planck-instituut voor Quantumoptica al met waterstof en het muon, een deeltje dat zo’n tweehonderd keer zoveel weegt als een elektron. Nu hebben wetenschappers van hetzelfde instituut het trucje herhaald met helium en een negatief geladen pion; een deeltje dat is opgebouwd uit een quark en een antiquark. Als ze het maken van dit soort exotische atomen nog beter onder de knie krijgen, kunnen ze daarmee de massa van het pion bepalen met een grotere precisie dan ooit.

Lees het hele bericht op de site van New Scientist.

Eerder schreef ik trouwens voor KIJK over het hierboven aangehaalde onderzoek waarbij een elektron door een muon werd vervangen, zowel in 2010 als in 2013. (Helaas sinds de meest recente site-restyling zonder auteursvermelding, maar écht, beide stukken zijn van mij…)

De eerste serieuze zoektocht naar dyonen

Zelfs onder deeltjesfysici zal het woord dyon vooral associaties oproepen met de Franse stad Dijon. Toch is het wel degelijk ook de naam van een deeltje. Althans, van een hypothetisch deeltje. Oftewel: een deeltje dat volgens theoretisch natuurkundigen best zou kunnen bestaan, maar waarvan hun experimentele collega’s nog nooit een overtuigend teken hebben gezien. Nu gaat het bij het dyon om een zo obscuur deeltje dat daar ook nooit serieus naar is gezocht. Tot nu dan, want de wetenschappers achter het niet veel minder obscure experiment MoEDAL hebben er onlangs een uitgebreide speurtocht naar afgerond.

Lees deze afleveringen uit mijn reeks ‘Far out’ op de KIJK-site! Links naar eerdere afleveringen vind je hier.

De opmerking in het intro dat het dyon ‘geen theoretisch probleem op zou lossen’ is overigens niet van mij – maar ik kan me er op zich in vinden. Er bestaan wel degelijk theorieën die dyonen voorspellen, maar de case voor dit deeltje is een stuk minder overtuigend dan voor, zeg, supersymmetrische deeltjes of axionen. (En ook die deeltjes zouden heel goed níét kunnen bestaan.)

Meer weten over magnetische monopolen, waar de dyonen een variant op vormen? Lees hoofdstuk zes van mijn boek De deeltjessafari!

Quantumradar gedemonstreerd

Er lijken weinig dingen te zijn die zich verder van je bed af bevinden dan deeltjes die een mysterieuze, quantummechanische band met elkaar hebben. Toch krijgt dit verschijnsel, verstrengeling genaamd, steeds meer praktische toepassingen. Het nieuwste voorbeeld: een radar die werkt met verstrengelde elektromagnetische golven. En die presteert in sommige gevallen zelfs beter dan een gewone radar.

Lees het hele bericht op de site van New Scientist.

Tijdje weinig teksten kunnen schrijven, want thuis met peuter vanwege de coronacrisis, en in die situatie was het al een voldoende grote uitdaging om elke maand honderd pagina’s New Scientist geredigeerd te krijgen. Maar nu de kinderdagverblijven weer zijn opgestart, hoop ik weer wat vaker een eigen stukje te kunnen maken.