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.

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!

Haarloze gaten en twaalfdubbelziende Hubble topscoorders van 2019

Een van de leuke dingen aan New Scientist, het blad waar ik sinds begin september voor werk, is dat het lezerspubliek werkelijk gek zijn op vage natuur-, sterren- en wiskunde – net als ik.

Bekijk bijvoorbeeld dit overzicht van de 19 meest gelezen berichten van 2019 op de site van het blad. De ene topscoorder nog onpraktischer en exotischer dan de ander. Zelf schreef ik de nummer acht, ‘Zwart gat lijkt inderdaad geen haar te hebben’, en de nummer drie, ‘Hubble ziet twaalf keer hetzelfde sterrenstelsel‘.

Uiteraard is het bij het vullen van een website ook een beetje de sport om zoveel mogelijk lezers te trekken met je eigen berichtje. Voeg daarbij dat de redactie maar liefst drie harde bèta’s telt (en een halfharde die ook een boekje over sterrenkunde heeft geschreven) en je ziet de onderwerpenmix opschuiven richting deeltjes, kosmos en gekke formules. Waardoor we langzaamaan moeten gaan opletten dat we ook genoeg praktischere, directer relevante wetenschap behandelen…

 

Bovengrens massa graviton bepaald

Bij de zwaartekracht zou een deeltje moeten horen – en naar verwachting weegt dat deeltje niets. Toch heeft een team van Franse sterrenkundigen de mogelijkheid bekeken dat het een heel kleine massa heeft.

Lees het hele bericht op de site van New Scientist. Een heel hoofdstuk over gravitonen vind je in mijn tweede boek, De deeltjessafari.

Relativiteitstheorie versus kameleontheorieën

Afgelopen zomer waren ze weer eens overal online te lezen: koppen als ‘Einstein had gelijk! Algemene relativiteitstheorie weet opnieuw test te doorstaan’. Deze keer was de theorie op de pijnbank gelegd door te kijken naar het superzware zwarte gat in het centrum van ons sterrenstelsel, de Melkweg. Dat bleek de beweging van een nabije ster precies te beïnvloeden volgens de regels die Einstein meer dan honderd jaar geleden bedacht om de zwaartekracht te beschrijven. Je zou dan kunnen zeggen: nou, als die relativiteitstheorie zelfs prima klopt in de extreme omstandigheden in de buurt van een zwart gat, zal hij dus wel overal in het heelal opgaan. Maar dat hoeft niet zo te zijn. Misschien laten juist gebieden met heel wéínig zwaartekracht zien dat Einsteins theorie niet het hele verhaal is. En misschien werpt dat wel nieuw licht op een van de grote open vragen uit de sterrenkunde: waarom dijt het heelal steeds sneller uit?

Lees de nieuwste aflevering in serie ‘Far Out’ op de KIJK-site of koop het oktobernummer van KIJK in de winkel of online voor 6,25 euro.

Overigens kan ik melden dat ik deze rubriek mag blijven voortzetten, ook al ben ik sinds begin van deze maand eindredacteur van de Nederlandse New Scientist. Voor de rest vrees ik dat mijn freelancewerk op een erg laag pitje komt te staan; er zitten helaas maar zoveel uren in een week, waarvan ook nog eens een flink aantal wordt opgesoupeerd door onze dochter van anderhalf. Maar goed: een van mijn leukste klussen heb ik dus kunnen behouden.

Hebben zwarte gaten inderdaad geen haar?

Gek genoeg nog niet hier vermeld, maar: sinds begin van de maand ben ik eindredacteur van de Nederlandse editie van New Scientist! Later misschien meer over mijn overstap, voor nu even een siteberichtje dat ik afgelopen week schreef:

Een zwart gat heeft geen haar, zo nemen natuurkundigen al decennia aan. Wat ze daarmee bedoelen: een zwart gat wordt getypeerd door slechts drie eigenschappen, namelijk zijn massa, zijn draaiing en zijn elektrische lading. Twee zwarte gaten die hetzelfde wegen, even snel in het rond bewegen en dezelfde lading hebben, zijn dus identiek. Het maakt niet uit hoe ze zijn ontstaan of wat ze in de loop der tijd naar binnen hebben getrokken. Natuurkundigen Matthew Giesler en Maximiliano Isi zijn er nu samen met anderen in geslaagd die stelling te testen.

Lees het hele bericht op de site van New Scientist!

Leuk om te merken dat een nieuwsbericht als dit behoorlijk goed scoort onder de bezoekers. Qua interesses heb ik dus in elk geval een boel met mijn nieuwe publiek gemeen.

Nederland in de race voor hardware detector zwaartekrachtgolven

Als alles goed gaat, wordt in 2034 LISA gelanceerd, een ruimte-observatorium bestaand uit drie onbemande ruimtescheepjes die in formatie achter de aarde aan vliegen. Door hun onderlinge afstanden van 2,5 miljoen kilometer nauwlettend in de gaten te houden, moeten deze scheepjes in staat zijn om zwaartekrachtgolven te detecteren. Op twee punten hopen Nederlandse instituten en partijen bij te dragen aan de hardware van deze missie, geleid door de Europese ruimtevaartorganisatie ESA.

Lees het hele bericht op de site van De Ingenieur.

Wat droeg Murray Gell-Mann bij aan de deeltjesfysica?

Op 24 mei overleed de natuurkundige Murray Gell-Mann op 89-jarige leeftijd; na Leon Lederman weer een kleurrijke legende uit het veld van de deeltjesfysica die we voortaan moeten missen.

Om Gell-Mann te herdenken en een aantal van zijn bijdragen in herinnering te brengen, een licht bewerkt fragment uit mijn boek De deeltjesdierentuin (verschenen in 2012, inmiddels toe aan zijn tiende druk), waarin hij een hoofdrol speelt. Continue reading