Hart van de Materie 23: Snaren en branen

Tokkelen op kwantumniveau

Naast de supersymmetrie is er een tweede theorie die op zoek gaat naar een unificatie van de vier fundamentele natuurkrachten in de natuurkunde in één allesomvattende theorie. Bovendien slaagt deze theorie er ook in om de wereld te beschrijven tot op de Plancklengte (zie vorig stukje). Dat is de snarentheorie (in het Engels string theory). Ze slaagt er inderdaad in om de grote theorieën uit de moderne fysica, de kwantummechanica en de relativiteitstheorie, te verenigen in een geconsolideerd verhaal.

Snaren zijn inderdaad wat we ons intuïtief voorstellen bij het woord: draadvormige elementen die kunnen trillen, net zoals de snaren van een piano, een banjo of een ukelele. Daarmee neemt de theorie afstand van de traditionele voorstelling van een elementair deeltje als puntmassa’s zonder interne structuur: deeltjes zijn nu trillende snaren van 10-33 cm lang, en de manier waarop de snaar trilt bepaalt de identiteit van het deeltje en zijn eigenschappen (massa, spin, lading, kleur, smaak…). Niet alleen de krachten worden dus door de snarentheorie verenigd in één enkele basiskracht, maar ook worden de verschillende deeltjes uit het Standaardmodel teruggebracht op één enkele structuur.

Net zoals een snaar op een instrument verschillende noten kan voortbrengen,
brengt een string meerdere deeltjes voor, afhankelijk van de manier waarop hij trilt.
Bron: MeNS 86

Lees verder...

Geplaatst door Geert op 17/09/2017 om 23:15

Hart van de Materie 22: Supersymmetrie: oplossing of straat zonder einde?

Om de verdere theoretische ontwikkelingen beter te begrijpen, moeten we het even over symmetrie hebben, en de verschillende vormen die symmetrie kan aannemen.

Meetkundige symmetrie in het hart van de zonnebloem
Publiek domein

Lees verder...

Geplaatst door Geert op 08/09/2017 om 20:42

Hart van de Materie 21: Het Standaardmodel speelt op

We staan op de schouders van reuzen 

Grote omwentelingen in het wetenschappelijk denken komen zelden voor. Wetenschappelijke kennis schuift eerder op met ministapjes, kleine bijdragen van onbekend gebleven onderzoekers die daarvoor dag en nacht gewroet hebben in hun laboratoria, aan hun bureau en in discussie met hun al even onbekende collega’s. Velen willen Einstein zijn, of Darwin, of Rutherford, maar weinigen bereiken ooit die status. Dat maakt hun bijdrage aan de wetenschappen niet minder interessant, nuttig of noodzakelijk: het is wellicht dankzij al die kleine bijdragen dat we staan waar we nu staan. 

Heel wat reuzen in de wetenschap op de Solvay Conference on Quantum Mechanics van 1927 (in Brussel).

Lees verder...

Geplaatst door Geert op 30/08/2017 om 22:27

Hart van de Materie 20: CERN

Altius, citius, fortius!

Elementaire deeltjes vinden is op zich geen complexe zaak. Ze moeten alleen voldoende energie bevatten om ze te kunnen detecteren. Neem nu kosmische stralen, een bron van muonen en pionen die op onze aardse atmosfeer afstormen met een energie van 1020 eV. Energie bevatten die genoeg. Alleen geven ze die geleidelijk aan af zodra ze onze atmosfeer bereiken, zodat ze eigenlijk enkel nuttig zijn wanneer we onze metingen kunnen doen op hoge bergtoppen (denk aan het verhaal van Occhialini en Lattes in episode 17) of met behulp van weerballonnen. Daarenboven kunnen we hun sterkte niet controleren.

Een foto uit 1957 van de vorming van een kaon door het Cosmotron in
Brookhaven National Laboratory te New York. Het deeltje wordt afgeremd
in de fotografische emulsie en vervalt tot een snel, positief geladen licht meson. 
Bron: United States Department of Energy, Flickr, Publiek domein.

Lees verder...

Geplaatst door Geert op 10/08/2017 om 22:21

Hart van de materie 19: Leptonen en bosonen

In het vorige deeltje belichtten we het eerste luik van het Standaardmodel van de Materie: de materiebouwende quarks. Er blijven nog twee soorten elementaire deeltjes over: de leptonen en de krachtvoerende bosonen.

Een congres in 1937 in Kopenhagen met heel wat Nobelprijswinnaars. Op de eerste rij onderscheiden we (van links naar rechts): Niels Bohr, Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Otto Stern, Lise Meitner, Rudolf Ladenburg en een onbenoemd gebleven collega. De middelste figuur, staand tegen de muur, is Léon Rosenfeld.
Bron: Gerhard Hund, zoon van onderzoeker Friedrich Hund, Wikipedia, CC BY 3.0

Lees verder...

Geplaatst door Geert op 29/07/2017 om 21:28

Pagina 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6