Er zijn nogal wat problemen waar natuur- en sterrenkundigen nog geen oplossing voor hebben. Waar bestaat bijvoorbeeld de mysterieuze donkere materie uit? En wat zorgde ervoor dat het heelal vlak na de oerknal eventjes razendsnel uitdijde tijdens de zogenoemde kosmische inflatie? Guillermo Ballesteros en drie collega-fysici denken nu een hele reeks van dat soort problemen in één keer op te lossen. Ze hebben in elk geval wel een pakkende naam bedacht voor hun model: het Standard Model Axion Seesaw Higgs Portal Inflation Model, afgekort SMASH (als je de laatste paar woorden negeert tenminste).
Tag: deeltjes
Langs de 27 kilometer lange, cirkelvormige tunnel van deeltjesversneller LHC staan vier grote experimenten opgesteld: ATLAS, CMS, ALICE en LHCb. Allemaal installaties die tonnen zwaar zijn en waar honderden, zo niet duizenden wetenschappers aan werken. Maar in de ondergrondse ruimte waar LHCb zich bevindt, staat ook een veel bescheidener experiment, dat je zomaar zou kunnen aanzien voor een paar archiefkasten en wat verspreide dozen met tl-buizen: MoEDAL. Daarmee wordt gezocht naar exotische deeltjes, en dan met name naar de zogenoemde magnetische monopolen. En dat experiment heeft nu eindelijk zijn eerste resultaten in een wetenschappelijk tijdschrift zien verschijnen.
Lees het hele bericht op de KIJK-site.
Lezers van De deeltjessafari met een héél goed geheugen zullen nu misschien een gevoel van déjà vu ervaren. Ik meldde namelijk vergelijkbare resultaten in hoofdstuk 5 van mijn tweede boek, dat alweer twee jaar geleden is verschenen. Toen baseerde ik me nog op een paper naar aanleiding van een conferentie; nu pas zijn blijkbaar de resultaten gepubliceerd in het Journal of High Energy Physics.
Geen idee waarom het zo lang moest duren, maar ach, deze volgens CERN eerste paper van MoEDAL vormt wel een mooie aanleiding om de zoektocht naar échte magnetische monopolen (en dus niet die vaste-stoffysica-dingen) onder de aandacht te brengen bij de KIJK-lezers.
Categorieën
Update: vijfde kracht nog steeds op tafel
Kleine update met betrekking tot de mogelijke vijfde kracht, waar ik eerder over schreef (zie KIJK 8/2016 voor een wat betere versie van dit verhaal).
Heel in het kort de achtergrond: een Hongaars experiment had tekenen gezien van een nieuw deeltje, en dat deeltje werd vervolgens door een Amerikaanse groep geïnterpreteerd als een boson behorende bij een geheel nieuwe natuurkracht. (Naast dus de zwaartekracht, de elektromagnetische kracht, de sterke kracht en de zwakke kracht.)
Allereerst is nu het artikel van Jonathan Feng en collega’s, dat de Hongaarse resultaten interpreteerde als een teken van een nieuwe kracht, gepubliceerd in Physical Review Letters. De horde van peer review is dus genomen – en niet bij een of ander obscuur Roemeens blaadje, maar bij een van de meest hoogaangeschreven tijdschriften op natuurkundegebied. Ten tweede hebben Feng et al. een nieuw artikel gepost op ArXiv.org, waarin ze het vijfde-kracht-idee nog wat verder uitwerken.
Maar goed, het wachten is nog steeds op een onafhankelijke experimentele bevestiging van het Hongaarse resultaat. En lees in de tussentijd vooral even dit opiniestuk van deeltjesfysicus Don Lincoln, waarin hij de vraag probeert te beantwoorden hoe serieus we dit verhaal moeten nemen.
Deze week op allerlei plekken in het wetenschapsnieuws, waaronder de site van de Britse New Scientist: steriele neutrino’s zouden zijn afgeserveerd door het Zuidpoolexperiment IceCube. Kan dus het hele hoofdstuk over deze deeltjes in De deeltjessafari in het haardvuur?
Nou nee. Het IceCube-resultaat beperkt zich tot steriele neutrino’s met massa’s in de orde van enkele elektronvolts; oftewel: heel lichte. De neutrino’s die natuurkundige Alexey Boyarsky (Universiteit Leiden) en collega’s op het spoor denken te zijn, wegen duizenden keren zoveel (kilo-elektronvolts dus) en die kunnen nog steeds gewoon bestaan. Lees op de KIJK-site in meer detail hoe het zit.
Het had de natuurkunde een enorme stap verder kunnen helpen: het totaal onverwachte, nieuwe deeltje met een massa van 750 GeV dat de teams achter de LHC-experimenten ATLAS en CMS op het spoor dachten te zijn. Helaas laten de nieuwste resultaten zien dat het deeltje toch niet bestaat.
Lees het hele bericht op de KIJK-site! (Al van vorige week vrijdag, overigens.)
Superjammer natuurlijk – maar hoef ik me er ook niet meer schuldig te voelen dat ik dit deeltje niet bespreek in De deeltjessafari…
De meest speculatieve deeltjes die ik behandelde in mijn tweede boek, De deeltjessafari, waren wel de spiegeldeeltjes (hoofdstuk 7). Heel in het kort houden die in dat elk deeltje een ‘spiegelpartner’ krijgt. En al die nieuwe deeltjes zouden niet alleen het donkere-materie-probleem kunnen oplossen, maar ook een veelheid aan andere verschijnselen kunnen verklaren.
Althans, volgens spiegeldeeltjesproponent Robert Foot, die in het verleden onder meer de Toengoeska-explosie en het mysterieuze vertragen van de Pioneer-sondes aan deze deeltjes heeft geweten. Dankzij dat soort spectaculaire verhalen waren het juist deze deeltjes die ter sprake kwamen in interviews die ik destijds gaf over De deeltjessafari – terwijl ik toch in mijn boek duidelijk aan had gegeven dat ze met een flinke korrel zout moesten worden genomen.
Dat gezegd hebbende: Foot is geen crackpot. Wat maar weer eens blijkt uit zijn nieuwste artikel op de preprint-server ArXiv.org, waarin hij stelt dat op korte termijn kan worden aangetoond of zijn spiegeldeeltjes nu wel of niet bestaan. En vooral dat laatste spreekt boekdelen. Als een natuurkundige zo fair is om te zeggen ‘als je dat-en-dat vindt, geef ik mijn idee op’, heb je iemand te pakken die in elk geval niet zijn lievelingsmodel tot in het oneindige blijft tweaken om het maar op tafel te houden.
Categorieën
De ene majorana is de andere niet
Déjà vu. Een persbericht van de Chinese Academy of Sciences meldt een major discovery van een Chinees team: dat zou onweerlegbaar bewijs hebben gevonden voor het bestaan van majorana-fermionen!
Dan volgt het verhaal dat we ook al veelvuldig hoorden toen Delftse onderzoekers een paar jaar geleden hetzelfde deeltje ontdekten/maakten: Ettore Majorana voorspelde deze naar hem vernoemde deeltjes al tachtig jaar geleden, daarna is er tevergeefs naar gezocht… tot nu! En dat is geweldig, want majoranadeeltjes kunnen onder meer het donkere-materie-probleem oplossen.
Ja, eh, dat is allemaal soort-van waar, en toch ook weer niet. We hebben het hier namelijk, net als in het Delftse geval, over majoranadeeltjes uit de wereld van de vastestoffysica. Dat wil, heel in het kort, zeggen dat je huis-tuin-en-keukendeeltjes zich onder heel specifieke omstandigheden kunt laten gedragen alsóf ze majoranadeeltjes zijn.
Dat is ontzettend knap, maar het zegt weinig tot niets over eventuele elementaire majoranadeeltjes die in de natuur voorkomen, waar Majorana himself het over had. En dus ook niet over het donkere-materie-probleem, dat toch echt opgelost zal moeten worden door échte deeltjes, niet door majorana’s uit een vastestoflab.
Ook los van het bovenstaande lijkt het persbericht me trouwens al te op-de-borst-klopperig. Het wetenschappelijke artikel waar het over gaat, Observation of Majorana fermions with spin selective Andreev reflection in the vortex of topological superconductor, komt op mij over als een nogal specialistisch schakeltje in een lange keten van majorana-artikelen, niet als die ene wereldschokkende ontdekking die er hier van wordt gemaakt. Maar om daar echt iets zinnigs over te kunnen zeggen, zal ik er eerst wat dieper in moeten duiken. Wordt wellicht vervolgd.
Update 2 juli 2016: de Delftse majorana-onderzoeker Vincent Mourik mailt in reactie op mijn vragen over de Chinese paper dat hij het onderzoek lastig te beoordelen vindt, maar dat hij “niet zo heel erg overtuigd is”. Wat de Chinezen hebben gedaan, is volgens hem eigenlijk heel vergelijkbaar met het baanbrekende Delftse experiment waar Mourik en collega’s in 2012 over publiceerden. “Maar het signaal dat ze meten, is nogal zwak” en “ze doen weinig checks om te bepalen of er al dan niet een majorana aanwezig is”. Tot slot mailt Mourik: “Eerlijk gezegd wacht het hele veld al vier jaar op een volgende doorbraak. Sinds ons eerste verhaal zijn er wat vergelijkbare metingen gedaan, maar niet echt een volgende stap, en dit artikel is die zeker niet in mijn optiek.” Kortom, verder maar niet te veel aandacht aan besteden, dat Chinese verhaal…
Ben van Kampen uit Maassluis las De deeltjesdierentuin en De deeltjessafari, én mijn KIJK-artikelen over de eerste detectie van zwaartekrachtsgolven en het mogelijke nieuwe deeltje. En dat leidde tot vragen, mailt Ben:
Voor zover we weten, wordt ons heelal bestierd door vier krachten. Maar Hongaarse wetenschappers denken dat beeld overhoop te kunnen gooien. Zij claimen dat uit hun experimenten blijkt dat er een vijfde, nooit eerder waargenomen kracht in het spel is. En hoewel dat idee aanvankelijk nauwelijks werd opgepikt, begint de natuurkundige gemeenschap het nu serieuzer te nemen.
Categorieën
Weer protonenbundels in LHC
CERN is het paasweekend goed in gegaan. Voor het eerst sinds maanden schieten er weer bundels protonen door de grootste deeltjesversneller ter wereld, de Large Hadron Collider (LHC), die zich bij Genève onder de Zwitsers-Franse grens bevindt.