Hart van de Materie 17:Hideki Yukawa en de voorspelling van de mesons

Het vorig stukje vertelde het verhaal van de neutrino's en hoe Pauli zich genoodzaakt zag, om het bestaan van een dergelijk deeltje te bedenken om te vermijden dat een beginsel zoals het behoud van energie op de schop moest. Een gelijkwaardig probleem waar de wetenschap mee worstelde in het interbellum, betrof de samenhang van de kern. Wat houdt er een aantal positieve ladingen (de protonen) samen met een aantal niet geladen deeltjes (de neutronen)? Niet de zwaartekracht – die is veel te zwak op die schaal, zeker ten opzichte van de elektromagnetische kracht, die de vele positief geladen protonen in de kern eigenlijk los uit mekaar zou moeten duwen. Nee, er moest dus wel een soort van kernkracht bestaan, die sterk genoeg is op afstanden van rond de femtometer (10−15 meter, oftewel een miljoenste van een miljoenste van een millimeter) om kerndeeltjes (protonen en neutronen) bij mekaar te houden. Vanaf 2,5 femtometer is deze kracht niets meer waard, en op afstanden onder de 0,7 femtometer worden de deeltjes weer uit mekaar geduwd. Tenminste, dat weten we er vandaag over. De eerste die met dat idee voor de dag kwam, is een Japanner: Hideki Yukawa. 

Hideki Yukawa (in 1951). Publiek domein

Lees verder...

Geplaatst door Geert op 15/07/2017 om 16:28

Hart van de Materie 16: Pauli en het neutrino

Halverwege de jaren 1930 zat het atoommodel goed in mekaar. De elektronen golfden in hun orbitalen, de kern bestond uit de protonen van Rutherford en de neutronen van Chadwick. Nochtans was men er zich om allerlei redenen van bewust dat de zoektocht naar de structuur van de materie verre van afgelopen was. Sommige van deze redenen vloeiden voort uit theoretische beschouwingen en berekeningen, andere uit vragen die onderzoekers zich stelden over het atoom.

 

De schoepen van een stoomturbine
Bron: ajitkumar.bhopa, Wikipedia. CC BY-SA 3.0

Lees verder...

Geplaatst door Geert op 08/07/2017 om 22:12

Hart van de Materie - Intermezzo: De Deutsche Physik-beweging

Dat wetenschappers ook mensen zijn met alle grote en kleine kantjes, zal niemand ontkennen – god in het diepst van hun gedachten, in het binnenst van hun ziel ten troon, dichtte Kloos. Maar verder heel gewoon, met haaruitval en spijsverteringsklachten, voegde de plezierdichter Drs P daar dan toch wel aan toe. Het zal dan ook niemand echt verwonderen, dat ook wetenschappers niet per se langs de kant gaan staan in totalitaire regimes. Zo ook niet in nationaalsocialistisch Duitsland.

Om dit verhaal te duiden, moeten we terug naar het begin van de Eerste Wereldoorlog. Hoewel België krachtens internationale verdragen als neutrale (en dus niet-betrokken) partij moest worden beschouwd in potentiële gewapende conflicten, lapt het Duitse Keizerrijk van Wilhelm II dit in 1914 aan de soldatenlaars. Om Frankrijk binnen te kunnen vallen, maakt het Duitse leger op 4 augustus 1914 een omtrekkende beweging door België en valt zo het land binnen.

The Rape of Belgium: of wat de pers daarvan maakte.
Bron: New York Tribune. Issue of Nov. 5, 1917, pg. 14.

Lees verder...

Geplaatst door Geert op 25/06/2017 om 15:45

Hart van de Materie 15: Het Wonderjaar van Rutherford: 1932

Net zoals Einstein een wonderlijk jaar beleefde in 1905 (en de natuurkunde grondig opschudde), geldt dit voor de groep rond Rutherford aan het begin van de jaren 1930: alles kon, the sky was the limit. Vooral 1932 blijkt een wonderjaar te zijn voor de groep onderzoekers in het Cavendishlab in Cambridge. Niet alleen komt collega Chadwick dat jaar voor de dag met het neutron, er zijn nog twee andere mijlpalen die van 1932 een spannend jaar maken in de geschiedenis van de ontsluiering van de materie. 

De International Bunsentagung on Radioactivity in Münster (16-19 mei 1932).
Zittend, van links naar rechts: James Chadwick, Hans Geiger, Ernest Rutherford, Stefan Meyer, Karl Przibram.
Staand, van links naar rechts: Georg de Hevesy, mevrouw Geiger, Lise Meitner, Otto Hahn.
Bron: United States Department of Energy, Flickr, publiek domein

Lees verder...

Geplaatst door Geert op 02/06/2017 om 17:39

Hart van de Materie 14: Van Heisenberg naar Bohr: de elektronen vinden hun plaats

De hooikoorts van Heisenberg

We ontmoeten de jonge Werner Heisenberg in de Roaring Twenties, meer bepaald in 1922, op een congres in de Alpen. De ondertussen wijd en zijd beroemde Niels Bohr, die dat jaar overigens ook zijn Nobelprijs toegekend kreeg, sprak daar over zijn atoommodel, waarin elektronen als planeetjes rond de atoomkern cirkelden. Alleen – waarom en hoe elektronen meestal in hun baan bleven en af en toe van baan naar baan sprongen, kon Bohr niet verder uitleggen. De vragen van een jonge assistent in het publiek, Werner Heisenberg, bleven grotendeels onbeantwoord, ook na een wandeling die de twee maakten in de wijde omgeving. Heisenberg zelf getuigde later over die wandeling wel dat dat het moment geweest was waarop hij zijn wetenschappelijke carrière echt voelde beginnen. Maar zijn problemen met het model van Bohr raakte hij niet kwijt.

 

Werner Karl Heisenberg (5 december 1901, Würzburg, Koninkrijk Beieren, Duitse Keizerrijk - 1 februari 1976, München, Beieren, West-Duitsland)

Lees verder...

Geplaatst door Geert op 13/05/2017 om 15:47

Pagina 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7