Al een tijdje liep ik rond met het idee een artikel te schrijven over zwaartekrachtgolven. En dan niet de golven die de observatoria LIGO en Virgo inmiddels met enige regelmaat meten, maar al die ándere golven. LIGO en Virgo zijn namelijk het gevoeligst voor zwaartekrachtgolven met frequenties van rond de 100 hertz – maar er zijn er ook van 1 hertz. Of 1 millihertz. Of 1 microhertz. Of… Nu ja, je snapt mijn punt. Wat voor methodes zijn er bedacht om al die frequentiegebieden meetbaar te maken? Daar mocht ik voor KIJK een achtergrondverhaal over schrijven.
IJs in blokjes? Dat mag niets nieuws heten. Iedereen heeft wel zo’n traytje in de diepvries staan, om op warme dagen een glas cola nóg wat verfrissender te maken. Maar ijs dat uit zichzelf bevriest in blokjesvorm, op de schaal van moleculen en atomen: daar debatteert de wetenschap al over sinds de jaren veertig. Nu zijn Chinese onderzoekers erin geslaagd dit kubische ijs in pure vorm te laten ontstaan.
Nieuws – althans, een klein beetje nieuws – op het front van de massa van het W-boson.
Afgelopen zomer schreven we in KIJK uitgebreid over het W-boson. Of, specifieker: over de meest recente meting van de massa van dit deeltje. Die was toen net gepubliceerd door een team dat aan de slag was gegaan met alle data verzameld door het Amerikaanse experiment CDF. Wat deze meting zo bijzonder maakte: de massa die deze onderzoekers vonden, lag boven de massa die de theorie voorspelt. En dat zou kunnen duiden op – bijvoorbeeld – nieuwe deeltjes.
Alleen: zoals één zwaluw nog geen zomer maakt, zo moet je als natuurkundige ook niet al te hard van stapel lopen als één experiment met een onverwacht resultaat komt. Eerst maar eens afwachten wat andere experimenten over hetzelfde fenomeen te zeggen hebben. Vinden die ook iets geks, dan heb je misschien echt iets nieuws in handen. Doen ze dat niet… Dan zou het zomaar kunnen dat er bij dat ene experiment iets mis is gegaan.
Afgelopen week deed ATLAS, het grootste experiment dat deeltjesbotsingen in de versneller LHC bestudeert, een duit in het zakje. Dat publiceerde een nieuwe analyse… En die strookt met de eerdere ATLAS-waarde uit 2017, én met de theoretische voorspelling.
Goed om in het achterhoofd te houden: het stuk bestond eigenlijk uit losse kaders over zijn leven, zijn werk en zijn ziekte. Doordat al die teksten online onder elkaar zijn geplaatst met extra tussenkopjes ertussen, is die structuur niet meer zo duidelijk.
Verder is onlangs een boek verschenen van de in het artikel genoemde natuurkundige Thomas Hertog, die tijdens Hawkings laatste jaren met hem samenwerkte: Het ontstaan van de tijd. Dat ben ik momenteel aan het lezen, om te kijken of er een artikel in zit. Wordt vast vervolgd.
Vergeten hier te posten, maar wel een belangrijke update bij dit KIJK-artikel van eind 2021:
Het gold als een van de interessantste resultaten binnen de deeltjesfysica sinds de ontdekking van het higgsdeeltje: het feit dat er bij het verval van bepaalde deeltjes minder vaak muonen ontstaan dan je zou verwachten. Zou die afwijking van onze huidige deeltjestheorie, blootgelegd met het deeltjesexperiment LHCb, wijzen op het bestaan van nieuwe deeltjes of nieuwe natuurkrachten?
Terwijl theoretici enthousiast alle mogelijke oorzaken voor zo’n afwijking verkenden, ging het LHCb-team verder met het analyseren van data. En eerder deze maand maakten ze bekend: er is bij nader inzien toch geen verschil tussen hoe vaak er bij een verval muonen ontstaan, en hoe vaak hun lichtere broertjes opduiken, de bekendere elektronen.
Precies zoals de deeltjestheorie voorschrijft, dus? Niet per se.
Volgens de meeste wetenschappers is de vorming van de aardkorst – de tot 40 kilometer dikke laag gesteente die onze planeet omhult – een puur aardse aangelegenheid. Een internationaal team van geologen en astronomen denkt daar echter anders over: volgens hen heeft het heelal ook wat in de melk te brokkelen gehad. Als de jonge aarde in zijn baan rond het centrum van ons sterrenstelsel, de Melkweg, door een spiraalarm bewoog, zou dat de aardkorstvorming namelijk een flinke boost hebben gegeven. Dit verschijnsel, zo claimt een persbericht van de Geological Society of America over het onderzoek, zou zo zelfs “geholpen hebben met de vorming van de eerste continenten”. Hoe zit dat?
Kranten en sites wereldwijd spreken over een ‘doorbraak’ en een ‘mijlpaal’ binnen de kernfusie. Wat is er precies gebeurd? En brengt dit resultaat energiecentrales die op fusie draaien echt dichterbij?
En voor de duidelijkheid: het is superknap wat er de afgelopen jaren aan het NIF gebeurt. Al bij de vorige mijlpaal zei DIFFER-directeur Marco de Baar: “Ik herinner me nog dat we toen ik net gepromoveerd was over deze opzet zeiden: ‘Dat wordt nooit wat.’ Dus petje af dat het ze nu toch gelukt is.” En nu gaat het én om veel meer energie, én produceren de fusiereacties in de brandstofcapsule daadwerkelijk meer energie dan de erop gerichte lasers aanleveren. Gaaf.
Showstoppers
Maar… Laten we ook weer niet allemaal dingen gaan roepen als ‘een grote stap richting kernfusie als energiebron’. Want van een levensvatbare commerciële reactor zijn we met dit soort fusie echt nog een heel eind van verwijderd. Zoals ik in het bovenstaande stuk uitleg, zijn er allerlei potentiële showstoppers.
En natuurlijk: het kan ook zijn dat het allemaal geen showstoppers blijken. Dat elke oplossing die de laserfysici bedenken voor een openstaand probleem meteen werkt. En dat we dus straks in recordtijd een nieuw type fusiereactor hebben dat zich kan meten met de tokamak, het ontwerp waar het grootste deel van de fusiegemeenschap de afgelopen decennia op heeft ingezet en dat nu veel en veel verder gevorderd is.
Maar wanneer is het in het fusieonderzoek ooit zó voorspoedig gegaan, de afgelopen zeventig jaar?
Meer weten over kernfusie? Lees mijn vorig jaar verschenen boekje De fusiedroom!
Illustratie: NASA, ESA, E. Hallman (University of Colorado, Boulder)
Elke maand stuur ik coördinerend redacteur Naomi een lijstje met mogelijke onderwerpen voor deze rubriek – en elke maand zit daar wel een studie tussen die op de een of andere manier te maken heeft met de zoektocht naar donkere materie. ‘Alwéér?’, hoor ik Naomi in gedachten al uitroepen als ik op ‘verzenden’ klik. Maar ja, het spul vormt nu eenmaal een van de grote hete hangijzers binnen de natuur- en sterrenkunde.
Vreemd is dat allerminst. Vijf zesde van het heelal lijkt te bestaan uit donkere materie, oftewel: deeltjes die we niet kunnen zien, maar die met hun zwaartekracht wel hun omgeving beïnvloeden. En tja, als het je werk is om het universum te doorgronden, is het feit dat de deeltjes die daar het meest in voorkomen je voor een compleet raadsel stellen toch wel een beetje… gênant.
Tussen de recente pogingen om deze pijnlijke kwestie de wereld uit te helpen, viel mijn oog op een studie waarin de auteurs suggereren op zoek te gaan naar donkere materie in de grote stukken lege ruimte tussen sterrenstelsels. Apart, dacht ik: daar is niet alleen weinig gewone materie te vinden, maar ook weinig van de donkere variant. Hoezo zou je daar juist op die plekken naar gaan zoeken? Gelukkig mocht ik er van Naomi een stukje over tikken, waardoor ik een excuus had er wat dieper in te duiken.
Lees het hele artikel, eerder gepubliceerd in KIJK 11/2022, op de KIJK-site.
Het proton is een ziedende zee van echte en virtuele deeltjes. Illustratie: CERN
Ze vormen een ingrediënt van elk atoom: protonen. Maar hoe deze alomtegenwoordige deeltjes precies in elkaar zitten, is nog altijd niet helemaal duidelijk. Zo blijkt nu dat ze zich anders gedragen dan onze huidige theorie voorschrijft als je ze confronteert met een elektrisch veld. Waar dat door komt, is nog onduidelijk.
