Tag: natuurkunde

Categorieën
Natuurkunde Sterrenkunde

Zijn er neutronensterren met een jas van axionen?

Magneetveld neutronenster
Een neutronenster kan een heel sterk magneetveld hebben. Beeld: NASA/JPL-Caltech

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

KM3NeT
KM3NeT. Foto: Simonelli Andrea/INFN

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?

Lees verder “Recordvangst voor KM3NeT”
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?

CERN-experiment ATLAS
Foto: Maximilien Brice/CERN

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.

Lees verder “Waarom verdwijnen mysterieuze deeltjesresultaten?”
Categorieën
Natuurkunde Sterrenkunde

Bomen als neutrinodetectors?

Bos
Foto: Felix Mittermeier via Pexels

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.

Categorieën
Natuurkunde

Licht staat stil in kristal

Vervormd silicium
Vervormd silicium. Beeld: Ella Maru Studio/AMOLF

Licht reist altijd met de lichtsnelheid, hoor je weleens – maar dat klopt niet. Licht beweegt bijvoorbeeld langzamer door water en nóg trager door glas. Nu is een team van onderzoeksinstituut AMOLF en de TU Delft, geleid door natuurkundige Ewold Verhagen, er zelfs in geslaagd licht helemáál stil te laten staan in een dun laagje kristal.

Lees het hele bericht op de KIJK-site.

Categorieën
Natuurkunde

Fysici raken ‘sweet spot’ van thorium

Thoriumkristal
Illustratie van het experiment waarbij een laserstraal thorium naar een hogere energietoestand brengt. Beeld: TU Wien

Een atoomklok is al zó precies, dat ie er na miljarden jaren maar een seconde naast zit. Toch kan het nog veel beter: door handig gebruik te maken van atoomkernen van het element thorium. Een team van Oostenrijkse en Duitse wetenschappers onder leiding van Thorsten Schumm (Technische Universiteit Wenen) heeft met een uitdagende meting een belangrijke stap richting zo’n ‘kernklok’ gezet. “Een heel grote doorbraak”, oordeelt Steven Hoekstra, hoogleraar atoom- en molecuulfysica aan de Rijksuniversiteit Groningen.

Lees het hele artikel op de site van Trouw of in de wetenschapsbijlage van de krant van vandaag.

Categorieën
Natuurkunde

Hoe maakt een kernreactor energie?

Kerncentrale
Foto: Markus Distelrath via Pexels

Energie kun je halen uit kolen, gas, zon, wind… en, in een kerncentrale, uit atoomkernen. Maar hoe werkt dat eigenlijk?

Om een kerncentrale te laten werken, heb je allereerst het zwaarste scheikundige element op aarde nodig: uranium. Zo’n uraniumatoom heeft in zijn binnenste een kern: een klont van deeltjes die we protonen en neutronen noemen.

In een kerncentrale laat je op zo’n uraniumkern een los neutron botsen. Daardoor valt die kern uit elkaar. Zo krijg je niet alleen twee kleinere atoomkernen, ook komt er energie bij vrij.

Lees de rest van mijn antwoord op deze vraag op nemo100jaar.nl.

Categorieën
Natuurkunde

Atoomkern bestaat uit mini-atoomkerntjes

Google een plaatje van een atoomkern en je krijgt een bol op je scherm die is opgebouwd uit twee soorten ‘knikkers’: protonen en neutronen. Lekker helder – maar stiekem klopt er weinig van. De afgelopen decennia is er flink wat theoretisch en experimenteel bewijsmateriaal verzameld voor het idee dat zwaardere atoomkernen zijn opgebouwd uit groepjes van twee protonen en twee neutronen. Oftewel: uit kernen van het op een na lichtste element, helium. Nu heeft een internationaal team van wetenschappers zulke heliumkernen voor het eerst daadwerkelijk gezien in de kern van een beryllium-10-atoom.

Lees het hele bericht op de KIJK-site. Het artikel uit het wetenschappelijke tijdschrift Physical Review Letters waar het op gebaseerd is, vind je hier. Kom je niet langs de betaalmuur? Lees de preprint hier gratis.

Categorieën
Natuurkunde

Het onzekerheidsprincipe voorbij

Wie zich bezighoudt met de wereld van het allerkleinste, ontkomt niet aan de quantummechanica. En een van de steunpilaren van die natuurkundige theorie is het onzekerheidsprincipe van Heisenberg. Dat zegt: je kunt van een bepaald deeltje niet tegelijk heel precies weten waar het zich bevindt en hoe snel het beweegt. In plaats daarvan moet je kiezen: hoe nauwkeuriger je de plaats meet, hoe vager de snelheid blijft – en omgekeerd.

Maar een nieuwe studie lijkt erop te wijzen dat zelfs als je de snelheid van een deeltje helemaal niet meet, je de plaats ervan toch niet zo precies kunt bepalen als je wilt. En dat kan gevolgen hebben voor hoe klein je bepaalde geavanceerde apparatuur kunt maken.

Nieuwsbericht voor Trouw, eerder deze week al op de site en vandaag ook in de krant, naar aanleiding van dit wetenschappelijk artikel, gepubliceerd in Physical Review Letters.

Pittige materie; lastig om zelf te begrijpen én om iets van te maken dat de gemiddelde krantenlezer ‘aankan’. In dit geval heb ik met pijn in het hart de hele uitleg geschrapt van aan welke voorwaarden meetbare eigenschappen moeten voldoen, wil het resultaat van het artikel opgaan.

Lees verder “Het onzekerheidsprincipe voorbij”