Back to list All Articles Archives Search RSS Terug naar lijst Alle artikelen Archieven Zoek RSS

“De natuurkunde is een zootje”

“De natuurkunde is een zootje”

Photographer:Fotograaf: Joey Roberts

UM-masterclass New physics en het failliet van het standaardmodel

Een zootje, of minder laatdunkend, een kookboek: de natuurkunde is als een verzameling recepten uit verschillende soorten keukens. Dat zegt natuurkundige Ronald Westra, die samen met het Science Programme de tweedaagse masterclass New physics, beyond the standard model op touw zette en een reeks kopstukken naar de UM haalde. Komt er nou wel of geen Einstein telescope op 100 meter diepte in Zuid-Limburg?

Drie jaar geleden was dit nooit gelukt, zegt Thomas Cleij, dean van het Science Programme. Althans niet met deze klinkende namen. Om er maar eens een paar te noemen: Marcel Merk, autoriteit op het gebied van antimaterie. Els Koffeman, kopstuk als het gaat om detectoren (in deeltjesversnellers). En niet te vergeten Gerard ’t Hooft, die in 1999 (samen met Martin Veltman) de Nobelprijs voor de natuurkunde ontving. Cleij wil maar zeggen: de UM heeft in de afgelopen jaren kritische massa opgebouwd op het terrein van sciences.

Merk, geboren en getogen in Wijck, beet op maandagochtend het spits af met de eerste masterclass. “Ik wist niet welk niveau ik kon verwachten maar het liep boven verwachting goed. De studenten moesten originele gegevens uit de deeltjesversneller van CERN analyseren, en dat lukte goed.” De VU-hoogleraar deeltjesfysica acht de UM-bachelors, die een breed liberal arts-programma volgen, bijzonder gemotiveerd. Al moeten ze voorafgaand aan een klassieke bèta-master, zoals in Amsterdam, nog  een jaartje diep door het stof, kennis bijspijkeren. Na die inhaalslag trekken ze later misschien aan het langste eind, juist vanwege hun brede blik.”

Nachtmerrie

In de Maastrichtse masterclass draaide alles om new physics. Wat houdt dat in? Het huidige, zogeheten standaardmodel van de natuurkunde is zwaar verouderd, zegt Westra. Zelfs het Higgs-deeltje, in 2013 nog goed voor de Nobelprijs, berust op vijftig jaar oude theorieën. Bovendien is het standaardmodel volstrekt ontoereikend om de nieuwste ontdekkingen te begrijpen. Westra noemt het voorbeeld van donkere materie.

“Zeventig procent van de materie in het heelal bestaat uit deeltjes waar we niets van weten. Donkere energie is ook zo’n nieuw fenomeen, vijftien jaar geleden ontdekt. Het heelal blijkt namelijk sneller uit te dijen dan we dachten, maar hoe dat komt is niet te verklaren met de kennis van nu. Het zijn de grote raadsels van onze tijd.”

Wat in het bijzonder wringt is dat het standaardmodel onverenigbaar is met de algemene relativiteitstheorie van Einstein. De oplossing van dit dilemma geldt als de heilige graal van de fysica.  Westra: “We vermoeden, zoals ook Einstein al deed, dat er onder de oppervlakte een theoretische laag ligt die eenvoudiger, coherenter en eleganter is.”    

Daarom zijn, na de ontdekking van het Higgs-deeltje in 2012, alle ogen gericht op de ‘tweede run’ van de deeltjesversneller, in april en mei. CERN laat de deeltjes met twee keer zoveel energie op elkaar botsen. “Iedereen verwacht dat er iets nieuws wordt gevonden. Zo niet, dan zou dat een nachtmerrie zijn.”

Nobelprijswinnaar Gerard ’t Hooft hield maandagavond in een bomvolle aula (Minderbroedersberg) een Studium Generale-lezing hierover. De Utrechtse emeritus besprak enkele scenario’s, in niet bepaald Jip en Janneke-taal. Eén daarvan is dat het experiment nieuwe dimensies blootlegt, bovenop de vier (inclusief tijd) die we kennen. Een oude speculatie waar ’t Hooft weinig fiducie in heeft. Ook in de ontdekking van nog kleinere bouwstenen dan leptonen en quarks gelooft hij niet. Wiskundig moeilijk te verkopen. Hij is meer gecharmeerd van de theorie van supersymmetrie (SuSy). Die gaat ervan uit dat ieder deeltje vergezeld gaat van een soort superpartner, alleen de spin daarvan zou verschillen.

Virgo

Het nationale instituut voor subatomaire fysica Nikhef, waar ook Merk en Koffeman aan verbonden zijn, verzorgt in de hal van de Kapoenstraat een posterpresentatie van het gravitatieproject van prof. Jo van den Brand, ook Limburger en medewerker van Nikhef. “Het instituut telt opvallend veel Limburgse hoogleraren”, weet Westra.

Van den Brand, VU-hoogleraar deeltjesfysica, wil een geavanceerd observatorium in liefst Zuid-Limburg bouwen, genaamd ET (Einstein Telescope), met drie ondergrondse tunnels van tientallen kilometers lang. Daar hoopt Van den Brand, die afgelopen dagen overigens ziek thuis zat, zwaartekrachtgolven te meten. Die zijn interessant omdat ze informatie bevatten over het ontstaan van het heelal, zegt Joris van Heijningen, een van zijn aio’s.

Waarom Zuid-Limburg? Omdat daar de seismische activiteit en de geologie goed in kaart zijn gebracht. Van Heijningen: “Wist je dat het weinig had gescheeld of CERN en de deeltjesversneller hadden op de Veluwe bij Arnhem gelegen? Het werd Zwitserland omdat het vertrouwen in Nederland als een veilige locatie net na de Tweede Wereldoorlog niet groot was.”

Het eerste ET-ontwerp is klaar, maar de benodigde honderden miljoenen moeten nog worden opgehaald. Of het zover komt hangt mede af van een experiment (Virgo), dat eind dit jaar in Italië start. Daar probeert men het bestaan van zwaartekrachtgolven aan te tonen. Niemand twijfelt daaraan, maar er is er nog nooit één waargenomen.

Categories:Categorieën:

CommentsReacties

There are currently no comments.Er zijn geen reacties.

Post a Comment

Laat een reactie achter

Door een reactie te plaatsen gaat u akkoord met de verwerking van de ingevulde gegevens door Observant.
Voor meer informatie: Privacyverklaring
By responding, you agree to send the entered data to Observant.
For more info: Privacy statement

Naam (verplicht)

E-mail (verplicht)