Categorieën
Natuurkunde Sterrenkunde

‘Zwart gat kan warp drive boost geven’

Stel, je hebt een ruimteschip met een warp drive: zo’n aandrijving uit Star Trek waarmee je sneller dan het licht van ster naar ster kunt reizen. Dan klinkt het zo ongeveer als de domst denkbare actie om daar een zwart gat mee in te vliegen. Want hé, die dingen zijn toch het ultieme voorbeeld van eenrichtingsverkeer? Je kunt er wel in, maar als je er eenmaal in zit, kom je er nooit meer uit, toch?

Nou nee; als het goed is, zou je met een warp drive een zwart gat ook weer moeten kunnen verlaten. Sterker nog, zo schrijven natuurkundigen Remo Garattini en Kirill Zatrimajlov van de Italiaanse Universiteit van Bergamo in een recent wetenschappelijk artikel: je zou zo’n gat zelfs kunnen gebruiken om je ruimteschip een boost te geven. Een leuke plotwending voor een Star Trek-aflevering waarin de nood (weer eens) erg hoog is. En misschien helpt het werk van de twee Italianen ons ook wel bij het realiseren van mini-warp-drives in het lab.

Categorieën
Natuurkunde

Is Google’s quantumchip Willow echt een mijlpaal?

‘Even voorstellen: Willow, onze state-of-the-art quantumchip.’

Zo begint het bericht dat begin december verscheen op de blogsite van tech-gigant Google. In de tekst die volgt, doet Hartmut Neven, oprichter en directeur van het Google Quantum AI-lab, uit de doeken wat deze chip dan zo bijzonder maakt. Onder andere zou hij in vijf minuten een berekening hebben uitgevoerd waar een gewone computer 100 biljoen keer langer over had gedaan dan de huidige leeftijd van het universum.

Categorieën
Natuurkunde Sterrenkunde

Zijn er neutronensterren met een jas van axionen?

Qua nieuwe deeltjes houdt het niet over, de afgelopen jaren. In 2012 werd met veel bombarie het befaamde higgsdeeltje ontdekt, maar daarna bleef het stil. Ja, af en toe kon ik een artikel in KIJK schrijven over vreemde metingen die konden wijzen op een deeltje dat we nog niet kenden – maar meestal bleken die later op foutjes of toeval te berusten. Een echt nieuw lid van onze deeltjesfamilie hebben machines als de Large Hadron Collider (LHC) bij Genève sinds het higgsdeeltje niet meer kunnen vinden.

Wolk van deeltjes

Maar misschien schiet de kosmos ons nu op dit punt te hulp. Het blijkt namelijk dat neutronensterren, zo schrijven natuurkundige Dion Noordhuis van de Universiteit van Amsterdam en collega’s, hele wolken van deeltjes genaamd axionen om zich heen kunnen verzamelen. En die wolken zouden effecten kunnen hebben die met onze huidige radiotelescopen zijn te zien. Áls ze bestaan, en áls we weten uit te vogelen om wélke effecten het precies gaat.

Lees het hele artikel, eerder verschenen in KIJK 2/2025, nu op de site van het tijdschrift.

Categorieën
Natuurkunde Sterrenkunde

Recordvangst voor KM3NeT

Duik je zo’n honderd kilometer ten zuiden van het puntje van de Italiaanse laars naar de bodem van de Middellandse Zee, dan tref je daar een bijzondere constructie aan. Tientallen omhoogstaande lijnen, elk zo’n 800 meter lang, met daaraan om de 35 meter een bol gevuld met meetapparatuur. Het doel van dit experiment, KM3NeT genaamd: neutrino’s spotten, bijna massaloze deeltjes die zich zó weinig van andere deeltjes aantrekken dat ze ongehinderd miljoenen jaren door het heelal kunnen reizen.

Nu moet de glorietijd van KM3NeT eigenlijk nog beginnen: zo’n 90 procent van de lijnen wordt pas de komende jaren geplaatst. Toch meldt het team achter het experiment nu al een heel bijzondere vangst: een neutrino uit het heelal dat met afstand de hoogste energie heeft tot nu toe. De vraag is alleen: waar komt dit extreme deeltje vandaan?

Categorieën
Natuurkunde

Podcast Splijtstof belicht alle kanten van kernenenergie

Als je iets over kernenergie leest of hoort, is de kans vrij groot dat je ofwel alleen de argumenten krijgt van een fervent voorstander, ofwel van iemand die mordicus tegen deze vorm van energieopwekking is. Jammer, want hoewel je lang niet over elk onderwerp een enerzijds-anderzijds-verhaal moet willen ophangen, ligt de waarheid in dit geval écht ergens in het midden. Of het nu over de kosten, het afval of de risico’s van straling gaat: over elk aspect van kerncentrales is meer te zeggen dan zowel voor- als tegenstanders hun toehoorders willen doen geloven. Gelukkig is er nu Splijtstof, een achtdelige podcast waarin wetenschapsjournalist Diederik Jekel en cultuurwetenschapper Daan Nieber niet voor of tegen meer kerncentrales pleiten, maar vooral alle kanten van de kwestie belichten.

Lees de hele recensie op de site van New Scientist. De podcast zelf vind je hier.

Categorieën
Natuurkunde

Waarom verdwijnen mysterieuze deeltjesresultaten?

Niets kan sneller dan het licht. Als je binnen de natuurkunde ergens van op aan kan, is het wel die wetmatigheid, zou je zeggen – met dank aan Albert Einsteins speciale relativiteitstheorie.

Toch leken in het najaar van 2011 extreem lichte deeltjes genaamd neutrino’s deze vertrouwde regel aan hun laars te lappen. Die waren van het Europese deeltjeslab CERN bij Genève naar het experiment OPERA in Italië gereisd in net iets minder tijd dan een lichtstraal daarover zou hebben gedaan.

Categorieën
Natuurkunde Overige wetenschap Sterrenkunde

Dysonbollen en metamaterialen

Voor het huidige nummer van KIJK (10/2024) schreef ik de rubriek ‘In 5 minuten…’ over CERN. Aanleiding was het zeventigjarig jubileum van het Europese deeltjeslab, op 29 september. (Gefeliciteerd nog, CERN.)

Cover KIJK 10/2024

Natuurlijk bevat het nummer ook weer een aflevering in mijn reeks ‘Far Out’. Het onderwerp: twee recente zoektochten naar zogenoemde Dyson spheres. Oftewel: gigantische schillen rond sterren, gebouwd door geavanceerde buitenaardse beschavingen, die zoveel mogelijk van het uitgezonden licht moeten opvangen.

Categorieën
Natuurkunde

Uitstel ITER minder dramatisch dan het lijkt

Dat was even slikken voor de kernfusievoorstanders en even gniffelen voor de sceptici: de internationale reactor ITER, die al decennialang wordt geplaagd door vertragingen en kostenoverschrijdingen, krijgt te maken met nóg meer uitstel. Niet in 2025, maar in 2034 zal daar voor het eerst een plasma in worden gebracht. Een flinke tegenvaller natuurlijk – maar de nieuwe ITER-vertraging is ook weer minder onverwacht en ernstig dan-ie lijkt.

Voor New Scientist schreef ik een opiniestuk waarin ik het uitstel van de experimentele fusiereactor ITER, in aanbouw in Zuid-Frankrijk, in perspectief plaats. Lees het hier (achter de betaalmuur) of in het net verschenen nieuwe nummer. Meer weten over kernfusie? Schaf mijn boekje De fusiedroom aan.

Politiek plasma

Het ITER-uitstel kwam trouwens al ter sprake in mijn dubbelinterview voor Trouw met de vertrekkende en aankomende directeur van EUROfusion, de organisatie die het Europese fusieonderzoek coördineert. Toen schreef ik:

Inmiddels is duidelijk dat ook [de deadline van 2025] niet wordt gehaald. Wanneer ITER dan wel met zijn eerste experimenten kan beginnen? Waarschijnlijk wordt het nieuwe streefjaar dit voorjaar bekendgemaakt, zeggen Fasoli en Donné. Maar feit is dus dat de reactor waar Gorbatsjov en Reagan midden in de Koude Oorlog al van droomden nóg wat langer op zich zal laten wachten.

Van belang was ook deze quote, van de vertrekkende directeur, Tony Donné:

“Het oorspronkelijke plan was om in 2025 een ‘politiek plasma’ in de reactor te hebben: een heel kortstondig plasma om te laten zien dat de machine werkt, om daarna een nieuwe bouwfase in te gaan. De huidige ITER-directeur wil van start gaan met een plasma waar je daadwerkelijk experimenten mee kunt doen.”

Kortom, ja, de ingebruikname ITER wordt – weer – uitgesteld, en met meer dan, zeg, een jaar of twee. Dat is natuurlijk een tegenvaller. Maar men heeft ook besloten een stap over te slaan die eigenlijk alleen voor de bühne was (‘Kijk, hij doet het! Oké, zet maar weer uit dat ding.’). En daardoor schuift het moment waar het écht om gaat – een plasma dat meer energie opwekt dan nodig is om het te verhitten – veel minder op dan je op het eerste gezicht zou denken.

Categorieën
Natuurkunde Overige wetenschap Sterrenkunde

Van kernklokken tot kransslagaders

Soms lijkt het even alsof ik nauwelijks meer schrijf en ga ik aan mezelf twijfelen. Doe ik wel genoeg? En dan ploffen er ineens drie bladen tegelijk in de brievenbus met bijdragen van mij erin.

Categorieën
Natuurkunde Sterrenkunde

Bomen als neutrinodetectors?

Wil je neutrino’s meten, dan kom je er niet met een apparaat dat op je keukentafel past. Deze extreem lichte deeltjes zijn namelijk bizar moeilijk te ‘zien’. Het overgrote deel van de neutrino’s die de aarde uit het heelal bereiken, schiet ongehinderd door onze hele planeet heen.

Maar heel af en toe knalt zo’n neutrino op een atoomkern met een meetbaar signaaltje tot gevolg. En dus moet je neutrinodetector enorm zijn. Zodat ie zóveel atoomkernen bevat, dat er met enige regelmaat érgens een neutrinobotsing plaatsvindt.

En enorm, dat zijn neutrino-experimenten. Neem IceCube, dat met duizenden detectors een kubieke kilometer aan Zuidpoolijs in de gaten houdt. Of KM3NeT, dat een vergelijkbare hoeveelheid Middellandse Zee-water bestudeert.

Probleem is alleen: als we de zeldzaamste neutrino’s willen opmerken, is ook enorm niet meer groot genoeg. In een kubieke kilometer aan materie vindt dan gemiddeld maar één botsing per decennium plaats – en dat is wel erg karig.

Maar ja, er zit een grens aan hoeveel ijs of water je vol detectors kunt hangen voordat de kosten écht de pan uit rijzen. Daarom bedacht experimenteel astrodeeltjesfysicus Steven Prohira van de Universiteit van Kansas in de VS een eenvoudiger alternatief: gebruik bomen als neutrinodetectors.

Lees het hele artikel, eerder verschenen in KIJK 4/2024, nu op de KIJK-site.