Categorieën
Natuurkunde

Het steriele neutrino: één deeltje dat alles verklaart?

Net verschenen: het oktobernummer van het populairwetenschappelijke tijdschrift Eos, met mijn artikel ‘Eén deeltje om alles te verklaren’, over steriele neutrino’s.

Enorm efficiënte oplossing?

Voor een belangrijk deel gaat het artikel over verschillende neutrinoresultaten die maar niet willen kloppen met de huidige theorie. Zoals die van het Baksan Experiment on Sterile Transitions in Rusland, waar ik hier al over schreef. Of die van het experiment MiniBooNE; zie dit stuk voor Scientias.

Mochten deze en vergelijkbare resultaten overeind blijven, dan zijn ze mogelijk te verklaren met zogenoemde steriele neutrino’s. Oftewel: neutrino’s die zich nóg minder aantrekken van andere deeltjes dan de ‘gewone’ variant. En die we dan ook nog nooit hebben kunnen waarnemen – als ze überhaupt bestaan.

Categorieën
Natuurkunde

Vallen twee voorwerpen met verschillende massa’s écht even snel?

Als je er nog nooit over na hebt gedacht, klinkt het misschien gek, maar: iets zwaars valt niet sneller dan iets lichts, zo weten we al enkele eeuwen. Een zak veren valt in principe even snel als een kanonskogel – als je tenminste de wrijving buiten beschouwing laat.

Albert Einstein maakte dat principe begin twintigste eeuw tot een hoeksteen van de algemene relativiteitstheorie, nog steeds onze beste beschrijving van de zwaartekracht. In die context spreken fysici dan over het zogenoemde zwakke equivalentieprincipe. Jan de Boer, hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Amsterdam, omschrijft dat principe als volgt: “Alle objecten waar geen externe krachten op werken, leggen exact hetzelfde pad door de ruimtetijd af, ongeacht hun massa of samenstelling.”

Maar als natuurkundige hoor je je te blijven afvragen: is dat wel écht zo? Misschien klopt het zwakke equivalentieprincipe toch niet helemaal, als je maar héél precies kijkt. En dat is wat de onderzoekers achter de missie MICROSCOPE de afgelopen jaren heeft gedaan. Vandaag publiceerden ze hun uitkomst: de meest precieze test van het equivalentieprincipe tot nu toe.

Lees het hele stuk op de site van KIJK.

Categorieën
Natuurkunde

‘Hopeloze zoektocht’ naar oerneutrino’s stapje verder

Welgeteld één seconde na de oerknal werden ze vrijgelaten in ons heelal: de zogenoemde relic neutrino’s. Nu, bijna 14 miljard jaar later, zijn ze er nog steeds. Elke kubieke centimeter ruimte zou honderden van deze deeltjes moeten bevatten.

Toch is het nog nooit gelukt het bestaan ervan aan te tonen. Het team achter het experiment KATRIN, in het Duitse Karlsruhe, doet nu een nieuwe duit in het zakje. Maar waarschijnlijk hebben natuurkundigen nog een heel lange weg te gaan voordat ze echt kunnen claimen deze deeltjes uit het piepjonge heelal te hebben gespot.

Lees het hele bericht bij Scientias.

Een langer verhaal over toekomstige manieren om deze relic neutrino’s laten we zeggen: oerneutrino’s – te betrappen, staat op mijn lijstje. Maar ja, daar staat wel meer op…

Voor nu ben ik druk bezig met een stuk voor het populairwetenschappelijke tijdschrift Eos over een andere neutrinokwestie. (Zie ook deze blogpost.)

Categorieën
Natuurkunde

XENONnT serveert tekenen van nieuwe fysica af

Zoals ik een paar dagen geleden al schreef, houd ik de verschillende anomalieën binnen de natuurkunde nauwlettend in de gaten. Want: wie weet vormt een ervan het langverwachte poortje naar nieuwe natuurkunde.

Helaas mag er een anomalie van het lijstje af: het overschot aan botsingen dat het donkere-materie-experiment XENON1T mat bij lage energieën, waar ik in 2020 over schreef voor New Scientist. Die botsingen zouden er bijvoorbeeld op kunnen duiden dat neutrino’s andere eigenschappen hebben dan we dachten. Of het zou kunnen zijn veroorzaakt door nieuwe deeltjes genaamd axionen, afkomstig van de zon.

Categorieën
Natuurkunde

Vallende domino’s onder de virtuele loep

Tot 2009 was het laten omvallen van zoveel mogelijk dominostenen een jaarlijks terugkerend fenomeen – en met het nieuwe programma Domino Challenge heeft deze hobby zijn rentree gemaakt op de Nederlandse televisie. Maar hóé vallen dominostenen precies? Gek genoeg weten we dat eigenlijk niet. De Canadese ingenieur David Cantor en zijn Poolse collega Kajetan Wojtacki hebben daar verandering in gebracht met meer dan duizend (gesimuleerde) dominovalpartijen.

Lees het hele (alweer wat oudere) bericht bij Scientias.

Categorieën
Natuurkunde

Het W-deeltje lijkt iets te zwaar. Wat betekent dat?

Je zou me inmiddels bijna een verzamelaar van anomalieën kunnen noemen. Dat wil zeggen: van metingen uit de natuurkunde of sterrenkunde die niet lekker stroken met onze huidige theorieën.

Categorieën
Natuurkunde

Russisch experiment ziet te weinig neutrino’s

Neutrino’s: ze blijven de wetenschappelijke gemoederen in beweging brengen. Vorige week [op deze site: gisterenschreven we nog over twee Amerikaanse experimenten waarvan het ene een teveel aan neutrino’s denkt te hebben gemeten, terwijl het andere niets geks heeft gezien. Dit bericht draait om een Russische detector die juist mínder neutrino’s heeft gemeten dan verwacht. Zowel het Amerikaanse overschot als het Russisch tekort zou kunnen wijzen op een nieuwe deeltje: een zogenoemd steriel neutrino.

Lees het hele bericht bij Scientias.

Dezelfde steriele neutrino’s?

In het Vlaamse populairwetenschappelijke tijdschrift Eos maak ik binnenkort de volledige balans op wat betreft steriele neutrino’s. Want het wordt allemaal wel wat verwarrend: al die experimenten die wel of geen steriele neutrino’s vinden.

En dan worden deze deeltjes ook nog opgevoerd om het donkere-materie-probleem op te lossen, de gewone neutrino’s hun massa’s te geven én de onbalans tussen materie en antimaterie in het heelal te verklaren. Maar hebben we het dan wel steeds over dezelfde steriele neutrino’s?

Hoog tijd voor een update

Geen zin om op deze Eos-editie te wachten? In het hoofdstuk over steriele neutrino’s in mijn tweede boek, De deeltjessafari, vertel ik hier ook al wat over.

Wel komt dat boek alweer uit 2014, dus daar staan natuurlijk al die intrigerende resultaten van de afgelopen acht jaar niet in. Wat dat betreft wordt het hoog tijd voor een update.

Categorieën
Natuurkunde

MicroBooNE vindt geen overschot aan neutrino’s

Neutrino’s zijn maar gekke deeltjes. Elke seconden vliegen er biljoenen door je lichaam, maar daar merk je niets van. In de regel trekken neutrino’s zich namelijk zo goed als niets van andere deeltjes aan.

Nog een vreemde eigenschap is dat er verschillende ‘smaken’ neutrino’s zijn die in elkaar kunen veranderen. Daarbij dénken we uit te kunnen rekenen wanneer dat soort veranderingen precies plaatsvinden en in welke mate.

Eerdere metingen van het experiment MiniBooNE strookten echter niet met die berekeningen. En dat zou op nieuwe deeltjes kunnen wijzen. Op zogenoemde steriele neutrino’s bijvoorbeeld, die zich nóg minder aantrekken van andere deeltjes dan gewone neutrino’s.

Nu heeft een ander experiment, MicroBooNE, zich op hetzelfde verschijnsel gestort. Dat zag alleen niets geks, meldt het team in een pas gepubliceerd artikel. Probleem opgelost dus? Nou nee. Nog steeds is niet duidelijk waarom MiniBooNE wél iets mat – en nog steeds kunnen er nieuwe deeltjes in het spel zijn.

Lees het hele stuk bij Scientias.

Meer over gewone neutrino’s lees je in mijn eerste boek, De deeltjesdierentuin. Meer over steriele neutrino’s – die verantwoordelijk zouden kunnen zijn voor het neutrino-overschot van MiniBooNE – vind je in het vervolg, De deeltjessafari.

Categorieën
Natuurkunde

10 jaar higgs!

Tien jaar geleden is het alweer: de ontdekking van het higgsdeeltje. Kan me nog goed herinneren dat ik, met CERN-T-shirt aan, via mijn pc de praatjes volgde van de woordvoerders van de LHC-experimenten ATLAS en CMS in Genève. Technische verhalen die langzaam, met voor leken vrij ondoorgrondelijke PowerPoints, gestaag toewerkten naar hun conclusies. En uiteindelijk directeur Rolf-Dieter Heuer die hun verhalen samenvatte met: “As a layman I would now say: I think we have it.”

Een mooi moment – dat nog ietsje mooier was voor mij persoonlijk, omdat ik destijds al maanden werkte aan mijn eerste boek, De deeltjesdierentuin, dat uiteindelijk in november 2012 verscheen. De breed gerapporteerde ontdekking van het higgsdeeltje – met alle vragen die al die berichten en artikelen opriepen – zal de verkoop zeker geen kwaad hebben gedaan.

Categorieën
Natuurkunde

W-boson lijkt zwaarder dan theorie voorspelt

Op zich hebben we een prima functionerende theorie voor deeltjes en de krachten die daartussen werken: het standaardmodel. Probleem is alleen dat die theorie niet alles kan verklaren. De zwaartekracht maakt er bijvoorbeeld geen deel van uit. En ook donkere materie – het onzichtbare spul waar zo’n 84 procent van het heelal van is gemaakt – bestaat niet uit deeltjes die in dit standaardmodel zitten.

Daarom is het altijd erg interessant als een meting níét met het standaardmodel lijkt te stroken. Want dat kan een eerste aanwijzing zijn richting deeltjes, krachten of andere verschijnselen die nu nog buiten dat standaardmodel vallen – en waarmee misschien een aantal openstaande vragen te beantwoorden is. Het nieuwste voorbeeld: de massa van het W-boson, die volgens het team achter het Amerikaanse deeltjesexperiment CDF II net wat groter is dan het standaardmodel voorschrijft.

Lees het volledige artikel bij Scientias.

Heel benieuwd of dit resultaat overeind blijft – en waar theoretici allemaal mee gaan komen om het verschil tussen berekening en meting te verklaren.