De gewichtigste bouwsteen

Maat: px
Weergave met pagina beginnen:

Download "De gewichtigste bouwsteen"

Transcriptie

1 NWT_p70_75_Higgs :00 Pagina 70 De gewichtigste bouwsteen Ernst van Eijk Het heelal is gevuld met onzichtbare deeltjes die de beweging van alle materie dwarsbomen, geloven natuurkundigen. Zonder deze higgsdeeltjes zouden alle andere deeltjes, net als fotonen, met de lichtsnelheid door het heelal bewegen en zou er geen materie bestaan. 70 In de Large Hadron Collider (LHC), de grootste versneller ter wereld, honderd meter diep onder de Frans-Zwitserse grens,gaan we op zoek Ernst van Eijk naar wat materie massa geeft. Natuurwetenschap & Techniek oktober 2004

2 NWT_p70_75_Higgs :00 Pagina 71 Het hart van Atlas Wetenschappelijk directeur Jos Engelen van Cern, voor het hart van de Atlasdetector: Als higgsdeeltjes bestaan, dan vinden we ze hier. Iedereen heeft het over het higgs-mechanisme, zegt Ronald Kleiss, hoogleraar op de afdeling Theoretische Hoge Energie Fysica aan de Radbout Universiteit Nijmegen. Maar Peter Higgs heeft het niet in zijn eentje verzonnen. Eigenlijk moet je spreken van het Brout-Englert- Hagen-Higgs-Kibble-Guralnik-mechanisme! Met een krijtje en een schoolbord legt Kleiss uit hoe het werkt. Licht bestaat uit massaloze deeltjes die we fotonen noemen.als ik een laser schuin op een bak water richt, maakt het wateroppervlak een knik in de lichtstraal. Dat komt omdat de waterdeeltjes de doorgang van de fotonen hinderen, waardoor licht in water langzamer gaat dan in lucht of vacuüm. Het licht verliest geen energie en impuls, maar wel snelheid. Dan kun je zeggen dat de waterdeeltjes aan de fotonen een effectieve massa geven. Het gewicht van nat licht! Stel nu dat het hele universum gevuld was met water. Dan zouden fotonen zich altijd gedragen alsof ze een massa hadden. De analogie met de werking van higgsdeeltjes is de veronderstelling dat een schijnbaar lege ruimte geen echt vacuüm is, maar een waterig medium waar alle materie doorheen moet ploegen. Het complete heelal zou een oceaan zijn, gevuld met higgsdeeltjes. Bijna alles wat door die oceaan beweegt gaat langzamer dan door het echte vacuüm. Dat is maar goed ook, zegt Kleiss. Stel je voor dat ik een superzapgun heb dat die oceaan plaatselijk wegzapt.als ik die op jou richt, worden alle deeltjes in jouw lichaam plotseling massaloos en schieten ze er vandoor met de snelheid van het licht. Dan spat je uit elkaar! Vloeistof Bij z n geboorte verkeerde het heelal inderdaad in die toestand. Elektronen, neutrino s, quarks alle elementaire deeltjes waren massaloos en schoten met de lichtsnelheid door de ruimte. Deze vrije doorgang was echter maar van korte duur. Een fractie van een fractie van een seconde na de oerknal koelde het heelal af totdat een faseovergang optrad, zoals gas condenseert tot vloeistof. Plotseling bewogen alle deeltjes door een hinderlijke oceaan waarin de meeste aanzienlijk aan snelheid inboetten. Deze onzichtbare oceaan vult het heelal nog steeds, en geeft ons en vrijwel alles om ons heen de eigenschap die we massa noemen. Slechts enkele soorten deeltjes, zoals fotonen, hebben geen last van de oceaan en zijn dus massaloos. Dit scenario over de oorsprong van massa staat beschreven in het Standaardmodel, de huidige natuurkundige theorie die het gedrag van elementaire (ondeelbare) deeltjes beschrijft. De oceaan in het verhaal is gevuld met higgsdeeltjes, die veertig jaar geleden werden voorspeld door de Schotse natuurkundige Peter Higgs. Ondanks veel experimentele aanwijzingen dat zijn deeltjes het heelal tot in de diepste uithoeken opvullen, bleef het directe bewijs voor hun bestaan uit. Maar als ze bestaan, vinden we ze hier, zegt Jos Engelen. De Nederlander Engelen is wetenschappelijk directeur van het Europese onderzoeksinstituut CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) dat eind september zijn vijftigste verjaardag vierde. Surfen Engelen wijst naar het hart van een reusachtige detector die de tot nu toe ongrijpbare deeltjes moet gaan opsporen. Binnenin zullen straks elke seconde zo n achthonderd miljoen protonen met nagenoeg de lichtsnelheid op elkaar botsen, vertelt hij. De botsende protonen zetten een groot gedeelte van hun energie om in nieuwe deeltjes volgens de bekende formule van Einstein (E=mc 2 ). Elke botsing stuurt honderden dochterdeeltjes de detector in, zegt Engelen. Hopelijk zitten daar genoeg higgsdeeltjes tussen om hun aanwezigheid vast te kunnen stellen. We moeten echter nog even geduld hebben, want veel onderdelen liggen momenteel nog in een loods op het onderzoeksterrein van Cern te wachten tot ze via een lange schacht naar de ondergrondse eindbestemming getakeld worden. In de zomer van 2007 moeten alle onderdelen van ATLAS (A Toroidal Lhc ApparatuS) in elkaar gezet zijn, want voor dat moment staat de ingebruikname gepland van de nieuwe deeltjesversneller die de protonen met ongekend hoge energie de detector in vuurt. Honderd meter onder de Zwitsers-Franse grens loopt een zevenentwintig kilometer lange, cirkelvormige tunnel, waarbinnen de oude Large Electron Positron collider (LEP) na elf jaar trouwe dienst het veld ruimde voor zijn opvolger: de Large Hadron Collider (LHC). Een deeltjesversneller zoals LEP of LHC is een lange buis die twee stromen elektrisch geladen deeltjes in tegengestelde richting opjaagt. De deeltjes krijgen hun snelheid door mee te surfen op elektromagnetische golven in bepaalde secties van de versneller. Eenmaal op topsnelheid laten natuurkundigen de linksom draaiende deeltjes botsen met de rechtsom draaiende. Rondom de botsingspunten (het zijn er vaak meerdere) staan huizenhoge detectoren opgesteld. Die kijken of de botsende deeltjes rare dingen doen, of zich juist precies zo gedragen als natuurkundigen voorspellen. Op die manier hebben de experimenten van LEP het Standaardmodel op stevige poten gezet, zegt Engelen trots. Toch werd LEP vier jaar geleden afgebroken om plaats te maken voor de volgende stap, de LHC. De toenmalige directeur verleende het ouderwetse apparaat nog tot het uiterste uitstel van executie, omdat de opgevoerde versneller het higgsdeeltje op de hielen leek te zitten. Maar de meeste natuurkundigen waren 71

3 :00 Pagina 72 Cern NWT_p70_75_Higgs Toch wegen al deze voordelen van lichte puntdeeltjes niet op tegen de hoge energie die zware deeltjes kunnen bereiken. Het probleem wordt dan: hoe houden we deze deeltjes in hun baan? Dát is de uitdaging voor LHC! Zware botsing Simulatie van een botsing in de Atlasdetector. Als het higgsdeeltje zwaar genoeg is om in twee Z-deeltjes te vervallen, zal het dat in de meeste gevallen ook doen. De Z-deeltjes vervallen op hun beurt elk in twee muonen (of elektronen), die in de detector vrijwel rechte strepen achterlaten (in geel weergegeven). niet overtuigd van het magere bewijs, dus trok de directeur de stekker eruit. Kennelijk is het higgsdeeltje te zwaar om met LEP aan het licht te brengen, zegt Engelen, dus hebben we een versneller met meer energie nodig. Zware botsing De nieuwe directeur legt uit hoe LHC door het gebruik van zware deeltjes maar liefst zeventig keer zoveel energie als LEP in een botsing stopt. De deeltjes die LEP versnelde, elektronen en positronen, zijn zo licht dat ze tijdens hun rondes door de tunnel te veel energie verliezen. Daarom konden ze niet de energie bereiken om het higgsdeeltje aan te tonen. Een elektrisch geladen deeltje zendt namelijk altijd energie uit in de vorm van elektromagnetische straling als het in een cirkelbaan beweegt (synchrotronstraling). Het stralingsverlies neemt af als de straal van de cirkel toeneemt, maar neemt veel sterker af als de massa van het rondgaande deeltje toeneemt. In plaats van een nog grotere tunnel te bouwen, vertelt Engelen, kun je dus beter zwaardere deeltjes in je versneller stoppen, protonen. De beperking is dan niet meer het energieverlies dat je moet compenseren, maar de sterkte van het magneetveld dat 72 nodig is om de deeltjes in hun cirkelbaan te houden. Daarom zijn voor de LHC speciale, supergeleidende magneten ontwikkeld. Ondanks de hoge elektriciteitsrekening werkte LEP niet voor niets liever met lichte elektronen en positronen (positief geladen anti-elektronen) dan met de achttienhonderd maal zwaardere protonen die LHC gaat versnellen. Elektronen en positronen zijn puntdeeltjes, verklaart Engelen. Ze zijn niet samengesteld uit andere deeltjes, daarom gedragen ze zich tijdens een botsing op een eenvoudige manier. Protonen bestaan uit drie quarks die aan elkaar geplakt zitten met gluonen (de H in LHC staat voor hadron, een verzamelnaam voor deeltjes die uit meerdere quarks en gluonen bestaan). Daardoor hebben ze een ingewikkelde interne structuur, wat het bestuderen van hun botsingen bemoeilijkt. Bovendien is in een puntdeeltje alle energie geconcentreerd in een punt, terwijl de energie van een proton is uitgesmeerd over zijn bouwstenen. Daardoor komt de hogere botsingsenergie die met protonen te bereiken is niet helemaal ten goede aan de botsing van de fundamentele bouwstenen, waar het om gaat. Natuurwetenschap & Techniek Superkoel De versnellerbuis is zo groot omdat een deeltje dan slechts een flauwe kromming hoeft te volgen. Daardoor zendt het minder stralingsenergie uit en blijft het makkelijker in zijn baan. De truc is om iets dat meer dan elfduizend ronden per seconde maakt, vertelt Engelen, netjes in een cirkelbaan te houden. Daar zorgen de supergeleidende magneten voor. Een magneetveld buigt de bewegingsrichting van een geladen deeltje af (houd maar eens een magneet bij je televisiescherm, waar aan de achterkant elektronen tegen botsen). Uiteindelijk bepaalt de sterkte van de magneten de maximale energie die een deeltje kan krijgen zonder uit de bocht te vliegen. Het hele onderzoeksterrein ligt dan ook bezaaid met de meterslange, cilindervormige magneten die straks als een ketting aaneengeregen worden. De zogeheten radiofrequentiestations zorgen voor de versnelling, daar zijn er niet zoveel van nodig omdat de deeltjes in een rondje lopen. Daardoor komen ze zo vaak als nodig is langs zo n station, dat ze telkens een elektromagnetisch duwtje geeft en dus extra energie. Supergeleidende magneten zijn de kracht van LHC, zegt Herman ten Kate van de vakgroep Lage Temperaturen aan de Universiteit Twente.Terwijl we per lift afdalen naar de ondergrondse tunnel, vertelt de expert op het gebied van supergeleiding hoe dit verschijnsel de magneten van LHC zeventig keer zo sterk maakt als de klassieke magneten van LEP. Bij zeer lage temperaturen verdwijnt in sommige metalen de weerstand tegen elektrische stroom volledig. oktober 2004

4 NWT_p70_75_Higgs :00 Pagina 73 De meeste higgsdeeltjes komen op deze manier tevoorschijn. Dit is echter net het meest gebruikelijke higgs-verval. De detectoren kunnen dit verval wel het makkelijkst waarnemen, mits het higgsdeeltje precies de voorspelde massa heeft. Een supergekoelde metaaldraad kan grote stromen geleiden zonder enig energieverlies.als je zo n draad om een ijzeren juk wikkelt, wek je daarbinnen een magneetveld op dat enorm sterk is en dat ook blijft zonder extra energietoevoer. De prijs die de superversneller hiervoor betaalt is dat de stroomdraden permanent op een temperatuur moeten blijven van nog geen twee graden boven het absolute nulpunt zo n driehonderd graden onder kamertemperatuur. Dat is geen gemakkelijke opgave, want de superkoele draden lopen straks rond versnellerbuizen van zevenentwintig kilometer lang. Maar wat je ervoor terugkrijgt is niet gering: een zeventig keer zo sterk magneetveld betekent een zeventig keer zo groot energiebereik waarbinnen het higgsdeeltje, mits het er is, zich zeker schuilhoudt. Hier gaat het allemaal gebeuren, vertelt Ten Kate als de liftdeuren openschuiven. In deze caverne komt de Atlasdetector te liggen. Hij wijst naar een klein gat hoog in één van de muren. Daar komen de protonen binnen. In de detector laten we ze botsen. Dat doen we door twee protonstromen tegen elkaar in te laten lopen. Daar hebben we maar één magneetring voor nodig, omdat we de stroomdraad als een krakeling rond twee parallelle buizen wikkelen. Daardoor staat de richting van het magneetveld in de ene buis tegengesteld aan de veldrichting in de andere buis. In één buis buigen de protonen linksom, in de andere rechtsom. Binnen de detector kruisen hun wegen. De energie waarmee de protonen elkaar ontmoeten is een duizelingwekkende veertien TeV (Tera-elektronvolt, duizend miljard elektronvolt. Eén elektronvolt is de energie die een elektron of proton krijgt als het een spanningsverschil van één volt doorloopt.) Een TeV is ongeveer gelijk aan de bewegingsenergie van twee botsende muggen. Dat lijkt weinig, maar de LHC propt al die energie in de botsing van slechts twee subatomaire deeltjes. Oceaan Als de botsende protonen enkele higgsdeeltjes uit de oceaan tevoorschijn laten spatten, dan kunnen natuurkundigen opgelucht ademhalen. Zonder de oceaan zou hun geliefde Standaardmodel direct stranden. Naast de moleculen in ons lichaam, houden higgsdeeltjes ook het Standaardmodel bij elkaar. Ze lossen onder meer een groot probleem op in de beschrijving van de zwakke kracht, één van de vier fundamentele natuurkrachten die sommige vormen van radioactiviteit veroorzaakt. Het probleem in de beschrijving is dat experimenten aantonen dat de deeltjes die de zwakke kracht overbrengen, twee W-deeltjes en één Z-deeltje, een massa hebben. Daarin verschilt de zwakke kracht fundamenteel van de elektromagnetische, sterke en zwaartekracht, die respectievelijk worden overgebracht door massaloze fotonen, gluonen en (nog niet waargenomen) gravitonen. De massieve krachtdeeltjes kennen een kunstje dat hun massaloze broertjes niet kennen: ze hebben een extra mogelijkheid voor hun spintoestand(interne rotatietoestand). Als bijvoorbeeld twee W-deeltjes dit kunstje vertonen tijdens een hoogenergetische botsing met elkaar, zegt Kleiss, kan het Standaardmodel dat proces alleen maar op een zinnige manier beschrijven als er ook higgsdeeltjes aan mee mogen doen. Al in de jaren zestig zagen natuurkundigen in dat de zwakke kracht alleen paste in een theorie die was ondergedompeld in een oceaan van higgsdeeltjes. Doordat de W- en Z-deeltjes hun massa s uitsluitend te danken hadden aan de oceaan, zo luidde de theorie, waren ze van zichzelf ( op het droge ) massaloos! Dat maakte het mogelijk om de zwakke kracht op te nemen binnen het theoretische kader van elektromagnetisme, waarin de krachtdeeltjes van zichzelf ook massaloos zijn en zich dus altijd fatsoenlijk gedragen zonder kunstjes. Een eeuw nadat de Schotse natuurkundige James Clerk Maxwell elektriciteit en magnetisme verenigde in één elektromagnetische theorie, smolt op zijn beurt elektromagnetisme samen met de zwakke kracht tot de elektrozwakke theorie. Maar buiten een oceaan van higgsdeeltjes is die theorie een vis op het droge. Aangekomen Natuurlijk moeten alle andere deeltjes ook door de voorgestelde oceaan zwemmen. Higgsdeeltjes verklaren de oorsprong van alle massa s, merkt Kleiss op, maar niet de grootte, al wordt dat laatste wel vaak door de media gesuggereerd. De vraag waarom een deeltje een bepaalde massa heeft, verandert in de vraag waarom het in die mate hinder van higgsdeeltjes ondervindt. Daarop kunnen we nog steeds geen antwoord geven, want de massa van een deeltje kunnen we niet a priori uitrekenen. Wat de elektrozwakke theorie wel kon, was de massa s voorspellen van deel- Erick Vermeulen 73

5 NWT_p70_75_Higgs :00 Pagina 74 De beurt is aan de Europeanen. Het higgsdeeltje blijkt zo zwaar dat het buiten het bereik van de Amerikaanse deeltjesversneller valt. Ernst van Eijk tjes die indertijd nog niet gevonden waren. In de jaren zeventig kwamen het W- deeltje, Z-deeltje, topquark en higgsdeeltje wel in de theorie voor, maar nog niet in de praktijk. Het wiskundige mechanisme van Higgs, vertelt Kleiss, koppelt de massa s van alle deeltjes uit de elektrozwakke theorie aan elkaar in één wiskundige vergelijking. Daarin zitten dus ook de onbekende massa s van deze vier deeltjes. Natuurlijk kun je uit één vergelijking geen vier onbekenden halen, maar natuurkundigen maken het zichzelf graag makkelijk door de bijdragen die relatief minder belangrijk zijn gewoon te negeren. De term met de topquarkmassa is minder belangrijk dan de term met de Z-massa, zegt Kleiss, en de term met de higgsmassa is nóg minder belangrijk. Dus toen natuurkundigen in 1983 het W-deeltje vonden,konden ze zijn massa meten (een onbekende minder) en daarmee de massa van Tot de nok Hier gaat het gebeuren. Supergeleidingexpert Herman ten Kate staat in de onderaardse caverne die over enkele jaren tot de nok toe gevuld zal zijn met de Atlasdetector. Door het gat onder de letter A komen straks de protonen binnen. het Z-deeltje al heel aardig schatten.toen ze dat een paar maanden later vonden, konden ze zijn massa nauwkeurig meten (weer een onbekende minder) en daarmee de topquarkmassa voorspellen. Op zijn beurt maakte de ontdekking van het topquark in 1995 een schatting van de higgsmassa mogelijk. Helaas is die voorspelling erg ruw, geeft Kleiss toe, omdat de term met de higgsmassa zo onbelangrijk is. Het maakt niet zoveel uit als het higgsdeeltje wat lichter of wat zwaarder is dan we denken. Binnen bepaalde massagrenzen blijft de vergelijking toch wel kloppen, want er staan een heleboel andere waarden in die gemeten zijn en dus een zekere speling hebben. Afgelopen juni sloot het net rond het higgsdeeltje een stuk strakker. De marge in de massa van het topquark nam flink af na nauwkeurige metingen door Tevatron, momenteel de krachtigste hadronversneller ter wereld (met 1,8 TeV bijna tienmaal sterker dan LEP) van Cern s Amerikaanse concurrent Fermilab (Fermi National Accelarator Laboratory). Het topquark bleek zwaarder dan gedacht, wat de verwachte higgsmassa ruim twintig procent opschroefde (van 96 naar 117 GeV/c 2, bijna 125 keer de massa van een proton). Dat was goed nieuws, want experimentatoren hadden de eerder voorspelde massa jaren geleden al uitgesloten! Ik ben daar zelf nooit huiverig over geweest, zegt Kleiss, want de schatting was behoorlijk ruim. Het feit dat de experimenteel vastgelegde ondergrens hoger was dan de favoriete higgsmassa, heeft mensen die er echt verstand van hebben helemaal geen zorgen gebaard. Het is natuurlijk wel een lekker gevoel dat het higgsdeeltje nu wat zwaarder is. Concurrentie Vooral in Europa was dit nieuws zeer welkom. Het higgsdeeltje is nu zo zwaar geworden dat het waarschijnlijk buiten het bereik van Tevatron valt, zegt Walter van Doninck van het Inter- university Institute for High Energies aan de Vrije Universiteit Brussel. De beurt is dus weer aan de Europeanen. Vandaar dat het team van Van Donick hard bouwt aan een detectoronderdeel dat het higgsdeeltje binnen een groter massagebied kan vinden. In een lawaaierige loods, ver weg van de loods waarin Atlas onder constructie ligt, kijken we toe hoe tientallen technici in de weer zijn met het broertje van Atlas: de Compact Muon Solenoïd (CMS). We hebben twee verschillende detectoren nodig, vertelt Van Doninck, omdat de één dan de resultaten van de ander kan bevestigen. Maar liefst twee van de in totaal vijf detectoren die straks rond LHC komen te liggen, gaan dus voornamelijk op zoek naar higgsdeeltjes. CMS opereert aan de noordkant van de ring, Atlas aan de zuidkant. Ieder gaat op zijn manier speuren naar het higgsdeeltje, maar beide gevaarten zijn straks in staat het te vinden ongeacht waar het zich, binnen het gebied waarin theoretisch zijn massa kan liggen, schuilhoudt. We zijn op alle massa s voorbereid, vertelt Van Doninck. De detector moet allerlei deeltjes met grote precisie kunnen meten. Een higgsdeeltje is zo instabiel dat hij zelf de detector niet haalt. Alleen de deeltjes waarin het vervalt komen daarin terecht. Dus als je een higgsdeeltje wilt aantonen, moet je zijn vervalsproducten meten en hun herkomst reconstrueren met allerlei behoudswetten, zoals behoud van energie, impuls en lading. De manier waarop het higgsdeeltje vervalt is echter afhankelijk van zijn massa die we niet kennen! Wat we wel precies weten, is hoe het zou vervallen bij elke massa die het kan hebben binnen de voorspelde grenzen. Onze detector kan al die mogelijke vervallen registreren. We vrezen echter dat het higgsdeeltje net díe massa heeft waarvan het verval dreigt op te gaan in de achter- 74 Natuurwetenschap & Techniek oktober 2004

6 NWT_p70_75_Higgs :00 Pagina 75 Dit is dan het resultaat! Na drie jaar meten verwachten natuurkundigen een dergelijk grafiekje, dat nu nog een simulatie is. De naar rechts aflopende lijn is het gevolg van achtergrondstraling. Het hobbeltje verraadt de aanwezigheid van higgsdeeltjes. Een aan de detector gekoppelde computer probeert het higgsdeeltje te herkennen aan zijn vervalsproducten: twee fotonen. Het probleem is dat de computer voortdurend talloze fotonen voor zijn kiezen krijgt, en van geen enkel foton weet waar het vandaan kwam. Hij bepaalt daarom de totale energie van alle mogelijke paren van alle fotonen die op een bepaald moment door de detector schieten, en vertaalt die naar een massa.als een fotonpaar niet van hetzelfde deeltje kwam, levert de optelsom een massa op van een dochterdeeltje dat niet bestaat. Bij elke massa hoort dus een groot aantal onzinnige fotonparen! De grafiek loopt af omdat fotonen met hoge energie relatief weinig voorkomen. Kwamen de fotonen wél van hetzelfde deeltje, dan levert hun optelsom de massa van hun moeder: het higgsdeeltje. Bij de massa van het higgsdeeltje toont de grafiek dus het aantal onzinnige fotonparen, plús het aantal paren dat daadwerkelijk bij elkaar hoort. Op die plek drukt de erwt door het gladde matras van de prinses. Cern grond, lacht Van Doninck. Dat betekent dat we aan de vervalsproducten niet meer kunnen zien of ze van een higgsdeeltje kwamen of van iets anders. Onze detector is maar net gevoelig genoeg om het verwachte higgsverval significant te onderscheiden van de achtergrond. Daarvoor moeten we dan wel een jaar of drie continu gegevens verzamelen! Het verzamelen van de gegevens gebeurt met een netwerk van speciaal geprogrammeerde on line computers. LHC produceert continu botsingen, 24 uur per etmaal, vertelt Engelen. Alleen in de winter zetten we de versneller uit, want dan is de elektriciteit duurder. De behoefte van Cern als de LHC in vol bedrijf is, vanaf 2007, loopt op tot ruim honderd megawatt, vergelijkbaar met het huishoudelijk elektriciteitsverbruik van een stad als Amsterdam. De detectoren rondom de botsingspunten sturen alle informatie door naar computers, enkele meters verderop. Die krijgen doorlopend een hoeveelheid informatie voor hun kiezen die gelijkstaat aan twintig gelijktijdige telefoongesprekken door elke persoon op Aarde. Nutteloze gegevens gooien ze meteen weg, verklaart Engelen. Alleen de zeldzame interessante processen, waarin bijvoorbeeld higgsdeeltjes kunnen voorkomen, onthouden ze. Het wordt spannend welk team als eerste het higgsdeeltje vindt, zegt Alexandre Nikitenko. De Russische onderzoeker is leider van de higgswerkgroep van het CMS-project. De twee teams van de CMS- en de Atlas-detector concurreren niet alleen met Amerika, maar ook met elkaar. Omdat het bewijs voor het vinden van higgsdeeltjes van statistische aard is, vertelt hij, moeten we van tevoren met het Atlasteam afspreken hoeveel procent zeker we moeten zijn voordat we de ontdekking mogen claimen. Altijd prijs Als ik mijn laatste vraag aan Nikitenko stel welke bussen richting vliegveld rijden biedt hij me spontaan een lift aan. In de auto praten we na over de spannende dingen die het nieuwe speeltje van Cern kan ontdekken: LHC levert zoveel energie, dat we voorbij het Standaardmodel kunnen kijken. Er bestaan zogenaamde supersymmetrische modellen die in het energiegebied dat nu experimenteel verkend is, de natuur op dezelfde manier beschrijven als het Standaardmodel. Maar in een hoger gebied, waar alleen LHC kan komen, doen ze andere voorspellingen. Zo voorspelt het zogeheten minimale supersymmetrische model dat er maar liefst vijf soorten higgsdeeltjes zijn! Mijn hoofd tolt ervan.terwijl ik vanuit vogelvlucht nog een laatste blik op het onderzoeksterrein werp, herinner ik me de openhartige woorden van Ronald Kleiss: Het Standaardmodel klopt veel te goed met de metingen, je wordt er ziek van! Het lijkt wel een kamer met gecapitonneerde muren, zoals in gekkenhuizen. We willen ook wel eens kijken wat daar achter zit.als ik bijvoorbeeld wil weten waar de grootte van de deeltjesmassa s vandaan komen, moet ik juist een barst in het model vinden. Het higgsdeeltje is één van de dingen die we misschien als breekijzer kunnen gebruiken.want stel nou dat het er niet is. Of dat het er wel is maar niet precies doet wat wij voorspellen. Dat zou betekenen dat er nieuwe fysica aan de hand is. Dat zou opwindend zijn! Hoofdschuddend voegt hij daaraan toe: Nou zie je wat een zieke geesten wij zijn. Eerst kloppen wij ons op de borst: we hebben een sluitend model, wat zijn wij knap! En een paar jaar later roepen we misschien:yes! Yes! We hadden ongelijk. Homepage Cern Film over de higgs-jacht van Atlas Het Standaardmodel telescience.sci.kun.nl/physics/ notes/col/higgs_ htm Het dilemma van Higgs (column) popups/col14.htm Het onwaarschijnlijke topquark 5YVGT6?Opendocument 75

Zoektocht naar het Higgs deeltje. De Large Hadron Collider in actie. Stan Bentvelsen

Zoektocht naar het Higgs deeltje. De Large Hadron Collider in actie. Stan Bentvelsen Zoektocht naar het Higgs deeltje De Large Hadron Collider in actie Stan Bentvelsen KNAW Amsterdam - 11 januari 2011 1 Versnellen op CERN De versneller Large Hadron Collider sub- atomaire deeltjes botsen

Nadere informatie

Het ongrijpbare Higgs-deeltje gegrepen

Het ongrijpbare Higgs-deeltje gegrepen Het Standaardmodel Het ongrijpbare Higgs-deeltje gegrepen Lezing 13 februari 2015 - Koksijde Christian Rulmonde Er zijn 18 elementaire deeltjes waaruit de materie is opgebouwd. Ook de deeltjes die de natuurkrachten

Nadere informatie

Nieuwe resultaten van de zoektocht naar het Higgs deeltje in ATLAS

Nieuwe resultaten van de zoektocht naar het Higgs deeltje in ATLAS Nieuwe resultaten van de zoektocht naar het Higgs deeltje in ATLAS Op 4 juli 2012 presenteerde het ATLAS experiment een update van de actuele resultaten van de zoektocht naar het Higgs deeltje. Dat gebeurde

Nadere informatie

HET PROJECT LARGE HADRON COLLIDER

HET PROJECT LARGE HADRON COLLIDER HET PROJECT LARGE HADRON COLLIDER LHC of Large Hadron Collider zal in de 21 ste eeuw voor een groot deel de natuurkunde van de elementaire deeltjes reviseren. Het voorbereidingswerk heeft meer dan 10 jaar

Nadere informatie

Higgs-deeltje. Peter Renaud Heideheeren. Inhoud

Higgs-deeltje. Peter Renaud Heideheeren. Inhoud Higgs-deeltje Peter Renaud Heideheeren Inhoud 1. Onze fysische werkelijkheid 2. Newton Einstein - Bohr 3. Kwantumveldentheorie 4. Higgs-deeltjes en Higgs-veld 3 oktober 2012 Heideheeren 2 1 Plato De dingen

Nadere informatie

Zoektocht naar de elementaire bouwstenen van de natuur

Zoektocht naar de elementaire bouwstenen van de natuur Zoektocht naar de elementaire bouwstenen van de natuur Het atoom: hoe beter men keek hoe kleiner het leek Ivo van Vulpen CERN Mijn oude huis Anti-materie ATLAS detector Gebouw-40 globe 21 cctober, 2006

Nadere informatie

H3: Deeltjesversneller: LHC in CERN

H3: Deeltjesversneller: LHC in CERN H3: Deeltjesversneller: LHC in CERN CERN = Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire = Europese organisatie voor nucleair onderzoek CERN ligt op de grens tussen Frankrijk en Zwitserland, dicht bij Genève.

Nadere informatie

Waarneming van een nieuw deeltje met massa 125 GeV

Waarneming van een nieuw deeltje met massa 125 GeV Waarneming van een nieuw deeltje met massa 125 GeV CMS Experiment, CERN 4 juli 2012 Samenvatting In een seminarie dat vandaag plaatsvond in het Europees Laboratorium voor Nucleair Onderzoek (CERN), en

Nadere informatie

Betekenis en Ontdekking van het Higgs-deeltje

Betekenis en Ontdekking van het Higgs-deeltje Betekenis en Ontdekking van het Higgs-deeltje Lezing bij de afsluiting van het studiejaar 2012-2013 van HOVO Universiteit Leiden op 13 mei 2013 Door prof. dr. Jos Engelen Universiteit van Amsterdam/NIKHEF

Nadere informatie

Meesterklas Deeltjesfysica. Universiteit Antwerpen

Meesterklas Deeltjesfysica. Universiteit Antwerpen Meesterklas Deeltjesfysica Universiteit Antwerpen Programma 9u45 10u00 11u00 11u15 11u45 12u00 13u00 15u00 15u30 17u00 Verwelkoming Deeltjesfysica Prof. Nick van Remortel Pauze Versnellers en Detectoren

Nadere informatie

1 Leerlingproject: Kosmische straling 28 februari 2002

1 Leerlingproject: Kosmische straling 28 februari 2002 1 Leerlingproject: Kosmische straling 28 februari 2002 1 Kosmische straling Onder kosmische straling verstaan we geladen deeltjes die vanuit de ruimte op de aarde terecht komen. Kosmische straling is onder

Nadere informatie

Large Hadron Collider. Werkbladen. HiSPARC. 1 Inleiding. 2 Voorkennis. 3 Opgaven atoombouw. C.G.N. van Veen

Large Hadron Collider. Werkbladen. HiSPARC. 1 Inleiding. 2 Voorkennis. 3 Opgaven atoombouw. C.G.N. van Veen Werkbladen HiSPARC Large Hadron Collider C.G.N. van Veen 1 Inleiding In het voorjaar van 2015 start de LHC onieuw o. Ditmaal met een hogere energie dan ooit tevoren. Protonen met een energie van 7,0 TeV

Nadere informatie

De large hadron collider: Hoe zien de eerste botsingen eruit? Ivo van Vulpen

De large hadron collider: Hoe zien de eerste botsingen eruit? Ivo van Vulpen De large hadron collider: Hoe zien de eerste botsingen eruit? Ivo van Vulpen Het grootste en het kleinste volgens mijn dochter van 3 volgens haar vader Olifant Klein muisje Grootst Kleinst 10 +22 m 10-9

Nadere informatie

Massa: misschien denkt u er alleen aan als u op de weegschaal staat. Grote natuurkundigen hebben er mee geworsteld. Mensen zoals Newton, Einstein en

Massa: misschien denkt u er alleen aan als u op de weegschaal staat. Grote natuurkundigen hebben er mee geworsteld. Mensen zoals Newton, Einstein en Massa: misschien denkt u er alleen aan als u op de weegschaal staat. Grote natuurkundigen hebben er mee geworsteld. Mensen zoals Newton, Einstein en recent Higgs. 1 Als ik deze voetbal een trap geef schiet

Nadere informatie

Vergelijk het maar met een ijsberg: de 20% die uitsteekt boven water zien we. De 80% onder water zien we niet, maar is er wel!

Vergelijk het maar met een ijsberg: de 20% die uitsteekt boven water zien we. De 80% onder water zien we niet, maar is er wel! Elektronen, protonen & neutronen: dat zijn de bouwstenen van alles wat ik hier om mij heen zie: jullie, de stoelen waarop jullie zitten en het podium waar ik op sta. En de lucht die we inademen. En in

Nadere informatie

Het berekenbare Heelal

Het berekenbare Heelal Het berekenbare Heelal 1 BETELGEUSE EN HET DOPPLEREFFECT HET IS MAAR HOE JE HET BEKIJKT NAAR EEN GRENS VAN HET HEELAL DE STRINGTHEORIE HET EERSTE BEREKENDE WERELDBEELD DE EERSTE SECONDE GUT, TOE, ANTROPISCH

Nadere informatie

Start van de Large Hadron Collider te CERN

Start van de Large Hadron Collider te CERN Start van de Large Hadron Collider te CERN Zoektocht voor een Belgische Nobelprijs in de fysica Belgische Persmap Korte samenvatting: Wetenschappers en ingenieurs uit alle hoeken van de wereld leggen de

Nadere informatie

H2: Het standaardmodel

H2: Het standaardmodel H2: Het standaardmodel 2.1 12 Fundamentele materiedeeltjes De elementaire deeltjes worden in 2 groepen opgedeeld volgens spin (aantal keer dat een deeltje rond zijn eigen as draait), de fermionen zijn

Nadere informatie

Nikhef Workshop. 3de-jaars bachelor NIKHEF/UvA. docenten: Dr. Ivo van Vulpen (ivov@nikhef.nl) Dr. Auke-Pieter Colijn (z37@nikhef.

Nikhef Workshop. 3de-jaars bachelor NIKHEF/UvA. docenten: Dr. Ivo van Vulpen (ivov@nikhef.nl) Dr. Auke-Pieter Colijn (z37@nikhef. 2009/1 viii Nikhef Workshop Black Holes in de LHC 3de-jaars bachelor NIKHEF/UvA docenten: Dr. Ivo van Vulpen (ivov@nikhef.nl) Dr. Auke-Pieter Colijn (z37@nikhef.nl) Dr. Marcel Vreeswijk (h73@nikhef.nl)

Nadere informatie

Nederlandse Samenvatting

Nederlandse Samenvatting Nederlandse Samenvatting Veroudering en het Verval van Schoonheid Stralingshardheid van de LHCb Outer Tracker en Tijdsafhankelijke CP-Schending in Vervallen van het Type B 0 s J/ψ φ Dit proefschrift markeert

Nadere informatie

Alice en de quarkgluonsoep

Alice en de quarkgluonsoep Alice en de quarkgluonsoep Designer: Jordi Boixader Geschiedenis en tekst: Federico Antinori, Hans de Groot, Catherine Decosse, Yiota Foka, Yves Schutz en Christine Vanoli Productie: Christiane Lefèvre

Nadere informatie

nieuw deeltje deeltje 1 deeltje 2 deeltje 2 tijd

nieuw deeltje deeltje 1 deeltje 2 deeltje 2 tijd Samenvatting Inleiding De kern Een atoom bestaat uit een kern en aan de kern gebonden elektronen, die om de kern cirkelen. Dat de elektronen aan de kern gebonden zijn, komt doordat er een kracht werkt

Nadere informatie

Alfastraling bestaat uit positieve heliumkernen (2 protonen en 2 neutronen) met veel energie. Wordt gestopt door een blad papier.

Alfastraling bestaat uit positieve heliumkernen (2 protonen en 2 neutronen) met veel energie. Wordt gestopt door een blad papier. Alfa -, bèta - en gammastraling Al in 1899 onderscheidde Ernest Rutherford bij de uraniumstraling "minstens twee" soorten: één die makkelijk wordt geabsorbeerd, voor het gemak de 'alfastraling' genoemd,

Nadere informatie

Deeltjes in Airshowers. N.G. Schultheiss

Deeltjes in Airshowers. N.G. Schultheiss 1 Deeltjes in Airshowers N.G. Shultheiss 1 Inleiding Deze module volgt op de module Krahten in het standaardmodel. Deze module probeert een beeld te geven van het ontstaan van airshowers (in de atmosfeer)

Nadere informatie

PGO-Leidraad Algemene NatuurWetenschappen

PGO-Leidraad Algemene NatuurWetenschappen f PGO-Leidraad Algemene NatuurWetenschappen Module Artikel (titel) 1, Heelal: Higgs deeltjes Naam: Deeltjes fysica van morgen Uitgeverij: NWT magazine Datum: november 2012 Maker: George van Hal 1. Verhelder

Nadere informatie

OVERAL, variatie vanuit de kern LES- BRIEF. Tweede Fase. Het neutrinomysterie. Foto: CERN

OVERAL, variatie vanuit de kern LES- BRIEF. Tweede Fase. Het neutrinomysterie. Foto: CERN OVERAL, variatie vanuit de kern LES- BRIEF Tweede Fase Het neutrinomysterie Foto: CERN 1 Het was op het nieuws, het was in de krant, iedereen had het er over: neutrino s die sneller gaan dan het licht.

Nadere informatie

Hoogtepunten uit de Speciale Rela2viteit theorie van Einstein Stan Bentvelsen s.bentvelsen@uva.nl

Hoogtepunten uit de Speciale Rela2viteit theorie van Einstein Stan Bentvelsen s.bentvelsen@uva.nl Speciale rela*viteit Hoogtepunten uit de Speciale Rela2viteit theorie van Einstein Stan Bentvelsen s.bentvelsen@uva.nl Albert Einstein (1879 1955) Einstein s grensverleggende papers (1905): De speciale

Nadere informatie

Doet onze zon het morgen nog? D.w.z. schijnt hij morgen ook weer lekker? Als ik het publiek vraag hoe lang het duurt voor het licht van de zon op de

Doet onze zon het morgen nog? D.w.z. schijnt hij morgen ook weer lekker? Als ik het publiek vraag hoe lang het duurt voor het licht van de zon op de Doet onze zon het morgen nog? D.w.z. schijnt hij morgen ook weer lekker? Als ik het publiek vraag hoe lang het duurt voor het licht van de zon op de Aarde aankomt is het antwoord steevast: zo n 8 minuten

Nadere informatie

2.1 Elementaire deeltjes

2.1 Elementaire deeltjes HiSPARC High-School Project on Astrophysics Research with Cosmics Interactie van kosmische straling en aardatmosfeer 2.1 Elementaire deeltjes Bij de botsing van een primair kosmisch deeltje met een zuurstof-

Nadere informatie

Waarvan is het heelal gemaakt? Hoe is het allemaal begonnen?

Waarvan is het heelal gemaakt? Hoe is het allemaal begonnen? Waarvan is het heelal gemaakt? Hoe is het allemaal begonnen? We leven op aarde, een kleine blauwgroene planeet, de derde van de zon en één van de naar schatting 400 miljard sterren van de Melkweg, één

Nadere informatie

Een mooi moment is er rond een honderdduizendste van een seconde. Ja het Universum is nog piepjong. Op dat moment is de temperatuur zover gedaald dat

Een mooi moment is er rond een honderdduizendste van een seconde. Ja het Universum is nog piepjong. Op dat moment is de temperatuur zover gedaald dat 1 Donkere materie, klinkt mysterieus. En dat is het ook. Nog steeds. Voordat ik u ga uitleggen waarom wij er van overtuigd zijn dat er donkere materie moet zijn, eerst nog even de successen van de Oerknal

Nadere informatie

Doet onze zon het morgen nog? D.w.z. schijnt hij morgen ook weer lekker? Als ik het publiek vraag hoe lang het duurt voor het licht van de zon op de

Doet onze zon het morgen nog? D.w.z. schijnt hij morgen ook weer lekker? Als ik het publiek vraag hoe lang het duurt voor het licht van de zon op de Doet onze zon het morgen nog? D.w.z. schijnt hij morgen ook weer lekker? Als ik het publiek vraag hoe lang het duurt voor het licht van de zon op de Aarde aankomt is het antwoord steevast: zo n 8 minuten

Nadere informatie

1 Leerlingproject: Relativiteit 28 februari 2002

1 Leerlingproject: Relativiteit 28 februari 2002 1 Leerlingproject: Relativiteit 28 februari 2002 1 Relativiteit Als je aan relativiteit denkt, dan denk je waarschijnlijk als eerste aan Albert Einstein. En dat is dan ook de bedenker van de relativiteitstheorie.

Nadere informatie

Proloog. 1897 J.J.Thomson Ontdekking van het ELEKTRON

Proloog. 1897 J.J.Thomson Ontdekking van het ELEKTRON Proloog HEP: een jong onderzoeksdomein 1897 J.J.Thomson Ontdekking van het ELEKTRON Fundamenteel onderzoek met spin off o De meest elementaire bouwstenen van alle materie o De fundamentele krachten die

Nadere informatie

Het Higgs-deeltje ontdekt. En wat dan?

Het Higgs-deeltje ontdekt. En wat dan? Samenvatting door Carlos Van Cauwenberghe van de lezing over Het Higgs-deeltje ontdekt. En wat dan? gegeven door Prof. Dirk Ryckbosch, Universiteit Gent Inleiding: Zie informatie over de lezing van 9/2/2015

Nadere informatie

Samenvatting. Spin? Wat is dat eigenlijk?

Samenvatting. Spin? Wat is dat eigenlijk? Samenvatting Spin? Wat is dat eigenlijk? In de zomer van het jaar 1925 werd door twee Nederlandse promovendi, Samuel Goudsmit en George Uhlenbeck, de spin van het elektron ontdekt. Deze ontdekking werd

Nadere informatie

Examen VWO. natuurkunde. tijdvak 1 dinsdag 14 mei 13.30-16.30 uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage. Gebruik het tabellenboekje.

Examen VWO. natuurkunde. tijdvak 1 dinsdag 14 mei 13.30-16.30 uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage. Gebruik het tabellenboekje. Examen VWO 2013 tijdvak 1 dinsdag 14 mei 13.30-16.30 uur natuurkunde Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage. Gebruik het tabellenboekje. Dit examen bestaat uit 24 vragen. Voor dit examen zijn maximaal

Nadere informatie

Deeltjes binnen het standaardmodel

Deeltjes binnen het standaardmodel 1 Deeltjes binnen het standaardmodel N.G. Schultheiss 1 Inleiding Rond het jaar 1900 was de samenstelling van atomen het onderwerp van onderzoek. Joseph John Thomson (1856-1940) dacht dat atomen een soort

Nadere informatie

Uit: Niks relatief. Vincent Icke Contact, 2005

Uit: Niks relatief. Vincent Icke Contact, 2005 Uit: Niks relatief Vincent Icke Contact, 2005 Dé formule Snappiknie kanniknie Waarschijnlijk is E = mc 2 de beroemdste formule aller tijden, tenminste als je afgaat op de meerderheid van stemmen. De formule

Nadere informatie

Examen VWO. natuurkunde (pilot) tijdvak 1 maandag 21 mei 13.30-16.30 uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage. Gebruik het tabellenboekje.

Examen VWO. natuurkunde (pilot) tijdvak 1 maandag 21 mei 13.30-16.30 uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage. Gebruik het tabellenboekje. Examen VWO 01 tijdvak 1 maandag 1 mei 13.30-16.30 uur natuurkunde (pilot) Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage. Gebruik het tabellenboekje. Dit examen bestaat uit 7 vragen. Voor dit examen zijn maximaal

Nadere informatie

LDR naar CERN. LDR naar CERN, pag. 1. Door: F.Horsten & F.Smit

LDR naar CERN. LDR naar CERN, pag. 1. Door: F.Horsten & F.Smit Door: F.Horsten & F.Smit LDR naar CERN De Lastechnische Discussiegroep Rotterdam is de grootste lasgroep van Nederland en nog steeds groeiende. Door o.a. het enthousiasme van de leden wordt het LDR-bestuur

Nadere informatie

Kosmische straling: airshowers. J.W. van Holten NIKHEF, Amsterdam

Kosmische straling: airshowers. J.W. van Holten NIKHEF, Amsterdam Kosmische straling: airshowers J.W. van Holten NIKHEF, Amsterdam 1. Kosmische straling. Kosmische straling wordt veroorzaakt door zeer energetische deeltjes die vanuit de ruimte de aardatmosfeer binnendringen

Nadere informatie

KERNEN & DEELTJES VWO

KERNEN & DEELTJES VWO KERNEN & DEELTJES VWO Foton is een opgavenverzameling voor het nieuwe eindexamenprogramma natuurkunde. Foton is gratis te downloaden via natuurkundeuitgelegd.nl/foton Uitwerkingen van alle opgaven staan

Nadere informatie

VERENIGDE DEELTJESINTERACTIES

VERENIGDE DEELTJESINTERACTIES VERENIGDE DEELTJESINTERACTIES Alle verschijnselen om ons heen en in het heelal kunnen uitgelegd worden met vier basiskrachten: gravitatie, elektromagnetisme, sterke en zwakke wisselwerking. Op het eerste

Nadere informatie

Quantummechanica en Relativiteitsleer bij kosmische straling

Quantummechanica en Relativiteitsleer bij kosmische straling Quantummechanica en sleer bij kosmische straling Niek Schultheiss 1/19 Krachten en krachtdragers Op kerndeeltjes werkt de zwaartekracht. Op kerndeeltjes werkt de elektromagnetische kracht. Kernen kunnen

Nadere informatie

Bachelorproject: Onderscheiden van signaal en achtergrond in de CMS-detector van LHC te CERN. Promotor: Jorgen D'Hondt. Academiejaar 2006-2007

Bachelorproject: Onderscheiden van signaal en achtergrond in de CMS-detector van LHC te CERN. Promotor: Jorgen D'Hondt. Academiejaar 2006-2007 Academiejaar 2006-2007 Faculteit Wetenschappen Departement Natuurkunde Michael Maes Bachelorproject: Onderscheiden van signaal en achtergrond in de CMS-detector van LHC te CERN. Promotor: Jorgen D'Hondt

Nadere informatie

Samenvatting Eerste meting van de fragmentatiebreukverhouding f s /f d met laagste orde hadronische vervallen bij 7 TeV pp botsingen

Samenvatting Eerste meting van de fragmentatiebreukverhouding f s /f d met laagste orde hadronische vervallen bij 7 TeV pp botsingen Samenvatting Eerste meting van de fragmentatiebreukverhouding f s /f d met laagste orde hadronische vervallen bij 7 TeV pp botsingen Het belangrijkste in het leven, is om niet op te houden met het stellen

Nadere informatie

Materie bouwstenen van het heelal FEW 2009

Materie bouwstenen van het heelal FEW 2009 Materie bouwstenen van het heelal FEW 2009 Prof.dr Jo van den Brand jo@nikhef.nl 2 september 2009 Waar de wereld van gemaakt is De wereld kent een enorme diversiteit van materialen en vormen van materie.

Nadere informatie

HiSPARC High-School Project on Astrophysics Research with Cosmics. Interactie van kosmische straling en aardatmosfeer

HiSPARC High-School Project on Astrophysics Research with Cosmics. Interactie van kosmische straling en aardatmosfeer HiSPARC High-School Project on Astrophysics Research with Cosmics Interactie van kosmische straling en aardatmosfeer 2.3 Airshowers In ons Melkwegstelsel is sprake van een voortdurende stroom van hoogenergetische

Nadere informatie

Majorana Neutrino s en Donkere Materie

Majorana Neutrino s en Donkere Materie ? = Majorana Neutrino s en Donkere Materie Patrick Decowski decowski@nikhef.nl Majorana mini-symposium bij de KNAW op 31 mei 2012 Elementaire Deeltjes Elementaire deeltjes en geen quasi-deeltjes! ;-) Waarom

Nadere informatie

Vorig college: Geladen leptonen: e, μ, τ Neutrino s Pionen, vreemde deeltjes Hadronen: mesonen en baryonen Quarks: u, d, s Zware quarks: c, b, t

Vorig college: Geladen leptonen: e, μ, τ Neutrino s Pionen, vreemde deeltjes Hadronen: mesonen en baryonen Quarks: u, d, s Zware quarks: c, b, t Vorig college: Geladen leptonen: e, μ, τ Neutrino s Pionen, vreemde deeltjes Hadronen: mesonen en baryonen Quarks: u, d, s Zware quarks: c, b, t Vragen? Inleiding elementaire deeltjes fysica College

Nadere informatie

BIG BANG ANTIMATERIE IS GEEN SCIENCEFICTION

BIG BANG ANTIMATERIE IS GEEN SCIENCEFICTION Van de Een nieuwe symmetrie in de natuur? Wat is donkere materie? Bestaan er verborgen dimensies? Kunnen we de natuurkrachten unifiëren? Hoe is het universum ontstaan? Waar is de antimaterie? Eos 116 BIG

Nadere informatie

Deel 1: in het Standaard Model bestaan er 3 generaties (flavours) neutrino s. dit werd met grote precisie bevestigd door de metingen bij de LEP

Deel 1: in het Standaard Model bestaan er 3 generaties (flavours) neutrino s. dit werd met grote precisie bevestigd door de metingen bij de LEP In dit hoofdstuk worden eerst de ontdekkingen van de neutrale en geladen leptonen besproken. Vervolgens wordt de ontdekking van het pion besproken, nauw verbonden met de ontdekking van het muon. Ten slotte

Nadere informatie

Hoofdstuk 6: Elektromagnetisme

Hoofdstuk 6: Elektromagnetisme Hoofdstuk 6: lektromagnetisme Natuurkunde VWO 2011/2012 www.lyceo.nl Hoofdstuk 6: lektromagnetisme Natuurkunde 1. Mechanica 2. Golven en straling 3. lektriciteit en magnetisme 4. Warmteleer Rechtlijnige

Nadere informatie

Ruimte, Ether, Lichtsnelheid en de Speciale Relativiteitstheorie. Een korte inleiding:

Ruimte, Ether, Lichtsnelheid en de Speciale Relativiteitstheorie. Een korte inleiding: 1 Ruimte, Ether, Lichtsnelheid en de Speciale Relativiteitstheorie. 23-09-2015 -------------------------------------------- ( j.eitjes@upcmail.nl) Een korte inleiding: Is Ruimte zoiets als Leegte, een

Nadere informatie

QUANTUMFYSICA DE EPR-PARADOX. Naam: Klas: Datum:

QUANTUMFYSICA DE EPR-PARADOX. Naam: Klas: Datum: DE EPR-PARADOX QUANTUMFYSICA DE EPR-PARADOX Naam: Klas: Datum: DE EPR-PARADOX DE EPR-PARADOX EEN GEDACHTE-EXPERIMENT Volgens de wetten van de quantummechanica kunnen bepaalde deeltjes spontaan vervallen.

Nadere informatie

PositronEmissieTomografie (PET) Een medische toepassing van deeltjesfysica

PositronEmissieTomografie (PET) Een medische toepassing van deeltjesfysica PositronEmissieTomografie (PET) Een medische toepassing van deeltjesfysica Wat zie je? PositronEmissieTomografie (PET) Nucleaire geneeskunde: basisprincipe Toepassing van nucleaire geneeskunde Vakgebieden

Nadere informatie

Hoofdstuk 9: Radioactiviteit

Hoofdstuk 9: Radioactiviteit Hoofdstuk 9: Radioactiviteit Natuurkunde VWO 2011/2012 www.lyceo.nl Hoofdstuk 9: Radioactiviteit Natuurkunde 1. Mechanica 2. Golven en straling 3. Elektriciteit en magnetisme 4. Warmteleer Rechtlijnige

Nadere informatie

Versnellers en Detectoren

Versnellers en Detectoren Versnellers en Detectoren Nieuwe deeltjes ontdekken, bestuderen Maken van nieuwe deeltjes: creëren van massa Meesterklassen Deeltjesfysica p.1/20 Versnellers en Detectoren Nieuwe deeltjes ontdekken, bestuderen

Nadere informatie

Black Box Nobelprijs Fysica 2013

Black Box Nobelprijs Fysica 2013 Sanne Meuleneers Marlies Vandeweyer Docent: Laura Tamassia Black Box Nobelprijs Fysica 2013 Voorbeeldmateriaal ontwikkeld door aspirant-leerkrachten Onderzoek in Beweging Onderzoek als authentieke leerinhoud

Nadere informatie

Up quark (u) Down quark (d) Up anti-quark (ū) Down anti-quark (đ) Charm quark (c) Strange quark (s) Charm anti-quark(č) Strange anti-quark(š)

Up quark (u) Down quark (d) Up anti-quark (ū) Down anti-quark (đ) Charm quark (c) Strange quark (s) Charm anti-quark(č) Strange anti-quark(š) HOOFDSTUK 11 ATOOMFYSICA 17 pag. Deeltjes Terug naar de (atoom)deeltjes. We kennen er al heel wat, maar er zijn zovéél deeltjes, het duizelt! Alles op deze wereld, in het heelal, alles bestaat uit deeltjes,

Nadere informatie

Quantummechanica 5/6 VWO

Quantummechanica 5/6 VWO Lessenserie Quantummechanica 5/6 VWO Docentenhandleiding Quantumtheorie WAAR? In ieder geval: RAAR! Opzet en doelen In deze serie van 3 lessen wordt voor leerlingen in klas 5 of 6 VWO een introductie gegeven

Nadere informatie

Deeltjesfysica: verrassend onvoorspelbaar?

Deeltjesfysica: verrassend onvoorspelbaar? Deeltjesfysica: verrassend onvoorspelbaar? Vossiuspers UvA is een imprint van Amsterdam University Press. Deze uitgave is totstandgekomen onder auspiciën van de Universiteit van Amsterdam. Omslag: Crasborn

Nadere informatie

Voorbereidend Wetenschappelijk Onderwijs Tijdvak 1 Vrijdag 27 mei totale examentijd 3 uur

Voorbereidend Wetenschappelijk Onderwijs Tijdvak 1 Vrijdag 27 mei totale examentijd 3 uur natuurkunde 1,2 Examen VWO - Compex Voorbereidend Wetenschappelijk Onderwijs Tijdvak 1 Vrijdag 27 mei totale examentijd 3 uur 20 05 Vragen 1 tot en met 17. In dit deel staan de vragen waarbij de computer

Nadere informatie

De wisselwerkingen tussen elementaire deeltjes worden experimenteel bestudeerd aan de hand van botsingen tussen deeltjes of het verval van deeltjes.

De wisselwerkingen tussen elementaire deeltjes worden experimenteel bestudeerd aan de hand van botsingen tussen deeltjes of het verval van deeltjes. De wisselwerkingen tussen elementaire deeltjes worden experimenteel bestudeerd aan de hand van botsingen tussen deeltjes of het verval van deeltjes. Deze wisselwerkingen geschieden via de kortstondige

Nadere informatie

Sterrenkunde Ruimte en tijd (3)

Sterrenkunde Ruimte en tijd (3) Sterrenkunde Ruimte en tijd (3) Zoals we in het vorige artikel konden lezen, concludeerde Hubble in 1929 tot de theorie van het uitdijende heelal. Dit uitdijen geschiedt met een snelheid die evenredig

Nadere informatie

Boodschappers uit extra dimensies Zwarte gaten uit het lab. NW&T/Erick Vermeulen

Boodschappers uit extra dimensies Zwarte gaten uit het lab. NW&T/Erick Vermeulen Boodschappers uit extra dimensies Zwarte gaten uit het lab NW&T/Erick Vermeulen 24 Natuurwetenschap & Techniek maart 2005 Uitzicht Onze laatste blik op het heelal,als we vanaf het aardoppervlak recht omhoog

Nadere informatie

Samenvatting. Wat is licht

Samenvatting. Wat is licht Samenvatting In dit onderdeel zal worden getracht de essentie van het onderzoek beschreven in dit proefschrift te presenteren zodanig dat het te begrijpen is door familie, vrienden en vakgenoten zonder

Nadere informatie

Wetenschappelijke Begrippen

Wetenschappelijke Begrippen Wetenschappelijke Begrippen Isotoop Als twee soorten atoomkernen hetzelfde aantal protonen heeft (en dus van hetzelfde element zijn), maar een ander aantal neutronen (en dus een andere massa), dan noemen

Nadere informatie

Woensdag 17 februari 2010 5:30 Uit de veren 6:20 Verzamelen bij station Laan van Nieuw Oost Indië. Begeleiders Bram van Leeuwen en Robbert Stamm + 12

Woensdag 17 februari 2010 5:30 Uit de veren 6:20 Verzamelen bij station Laan van Nieuw Oost Indië. Begeleiders Bram van Leeuwen en Robbert Stamm + 12 Woensdag 17 februari 2010 5:30 Uit de veren 6:20 Verzamelen bij station Laan van Nieuw Oost Indië. Begeleiders Bram van Leeuwen en Robbert Stamm + 12 Leerlingen College Het Loo/ Huygens Lyceum Voorburg

Nadere informatie

Kosmische regen op Groningen

Kosmische regen op Groningen Kosmische regen op Groningen Wat is de samenstelling van de kosmische straling: protonen, zware kernen, neutrino s? Waar komen deze deeltjes met extreem hoge energie vandaan? Kunnen we met behulp van de

Nadere informatie

Wat is er 13,7 miljard jaar geleden uit elkaar geknald?

Wat is er 13,7 miljard jaar geleden uit elkaar geknald? VAN LEGE RUIMTE TOT OERKNAL Wat is er 13,7 miljard jaar geleden uit elkaar geknald? Waar kwam dat vandaan??? Evolutie model Standaard model 1 VAN LEGE RUIMTE TOT OERKNAL Inleiding Wat mankeert er aan het

Nadere informatie

Eindexamen vwo natuurkunde pilot 2012 - I

Eindexamen vwo natuurkunde pilot 2012 - I Eindexamen vwo natuurkunde pilot 0 - I Opgave Lichtpracticum maximumscore De buis is aan beide kanten afgesloten om licht van buitenaf te voorkomen. maximumscore 4 De weerstanden verhouden zich als de

Nadere informatie

Geacht Dagelijks Bestuur van de Koninklijke Nederlandse Academie van Wetenschappen en leden van de afdeling Natuurkunde,

Geacht Dagelijks Bestuur van de Koninklijke Nederlandse Academie van Wetenschappen en leden van de afdeling Natuurkunde, file: brief.knaw.edm2008.apb.uiterwijkwinkel.december.2008 Uw kenmerk: AFD/AHA/1761 Betreft: het Elementair Deeltjes Model 2008 (EDM 2008) met: - indeling van alle 24 elementaire deeltjes materie in een

Nadere informatie

Radioactiviteit werd ontdekt in 1898 door de Franse natuurkundige Henri Becquerel.

Radioactiviteit werd ontdekt in 1898 door de Franse natuurkundige Henri Becquerel. H7: Radioactiviteit Als een bepaalde kern van een element te veel of te weinig neutronen heeft is het onstabiel. Daardoor gaan ze na een zekere tijd uit elkaar vallen, op die manier bereiken ze een stabiele

Nadere informatie

De Zon. N.G. Schultheiss

De Zon. N.G. Schultheiss 1 De Zon N.G. Schultheiss 1 Inleiding Deze module is direct vanaf de derde of vierde klas te volgen en wordt vervolgd met de module De Broglie of de module Zonnewind. Figuur 1.1: Een schema voor kernfusie

Nadere informatie

arxiv:1412.4226v1 [hep-ph] 13 Dec 2014

arxiv:1412.4226v1 [hep-ph] 13 Dec 2014 NIKHEF/2014-050 Neutrinos a window on new physics J.W. van Holten a arxiv:1412.4226v1 [hep-ph] 13 Dec 2014 Nikhef, Amsterdam NL and Lorentz Insitute Leiden University, Leiden NL Abstract This paper reviews

Nadere informatie

Fundamentele en menselijke interacties

Fundamentele en menselijke interacties Fundamentele en menselijke interacties Interactions Fondamentales et Humaines Jean-Marie Frère, Voor alle groepen in de IUAP V/27 et VI/11, Vertaling: Alexander Sevrin 1 U. Antwerpen U. Gent Kath. U. Leuven

Nadere informatie

Newton - HAVO. Elektromagnetisme. Samenvatting

Newton - HAVO. Elektromagnetisme. Samenvatting Newton - HAVO Elektromagnetisme Samenvatting Het magnetisch veld Een permanente magneet is een magneet waarvan de magnetische werking niet verandert Een draaibare kompasnaald draait met zijn noordpool

Nadere informatie

oefen vt vwo5 h6 Elektromagnetisme Opgaven en uitwerkingen vind je op www.agtijmensen.nl Oefen vt vwo5 h6 Elektromagnetisme Opgave 1.

oefen vt vwo5 h6 Elektromagnetisme Opgaven en uitwerkingen vind je op www.agtijmensen.nl Oefen vt vwo5 h6 Elektromagnetisme Opgave 1. Opgaven en uitwerkingen vind je op www.agtijmensen.nl Oefen vt vwo5 h6 Elektromagnetisme Opgave 1. Elektrisch veld In de vacuüm gepompte beeldbuis van een TV staan twee evenwijdige vlakke metalen platen

Nadere informatie

Donkere Materie. Bram Achterberg Sterrenkundig Instituut Universiteit Utrecht

Donkere Materie. Bram Achterberg Sterrenkundig Instituut Universiteit Utrecht Donkere Materie Bram Achterberg Sterrenkundig Instituut Universiteit Utrecht Een paar feiten over ons heelal Het heelal zet uit (Hubble, 1924); Ons heelal is zo n 14 miljard jaar oud; Ons heelal was vroeger

Nadere informatie

Elektriciteit. Elektriciteit

Elektriciteit. Elektriciteit Elektriciteit Alles wat we kunnen zien en alles wat we niet kunnen zien bestaat uit kleine deeltjes. Zo is een blok staal gemaakt van staaldeeltjes, bestaat water uit waterdeeltjes en hout uit houtdeeltjes.

Nadere informatie

De toekomst van theoretische natuurkunde

De toekomst van theoretische natuurkunde Scoop mei 2003 Hoogleraar Jan de Boer De toekomst van theoretische natuurkunde Er heerst onder sommige natuurkundestudenten nogal wat onrust: Is er straks nog wel wat te doen voor mij in de theoretische

Nadere informatie

QUANTUMFYSICA FOTOSYNTHESE. Naam: Klas: Datum:

QUANTUMFYSICA FOTOSYNTHESE. Naam: Klas: Datum: FOTOSYNTHESE QUANTUMFYSICA FOTOSYNTHESE Naam: Klas: Datum: FOTOSYNTHESE FOTOSYNTHESE ANTENNECOMPLEXEN Ook in sommige biologische processen speelt quantummechanica een belangrijke rol. Een van die processen

Nadere informatie

1 De ontdekking van kosmische straling 3 1.1 Geleiding in de buitenlucht... 3 1.2 Buitenaardse bron... 4 1.3 Twijfels en bevestiging...

1 De ontdekking van kosmische straling 3 1.1 Geleiding in de buitenlucht... 3 1.2 Buitenaardse bron... 4 1.3 Twijfels en bevestiging... Muonen! Colofon Het muon levensduurexperiment is ontwikkeld aan het NIKHEF te Amsterdam onder leiding van prof. dr. Frank Linde. Ook de detectoren en elektronica zijn aan het NIKHEF ontworpen en gefabriceerd.

Nadere informatie

Muonen. Auteur: Hans Uitenbroek Datum: 5 februari 2013. Opleiding: VWO 6

Muonen. Auteur: Hans Uitenbroek Datum: 5 februari 2013. Opleiding: VWO 6 Muonen Auteur: Hans Uitenbroek Datum: 5 februari 2013 Opleiding: VWO 6 1 Inhoudsopgave Voorwoord 1. Inleiding 1.1. Aanleiding van het onderzoek 1.2. Probleemstelling 2. Methode en werkwijze 3. Onderzoek

Nadere informatie

Uitdijing van het heelal

Uitdijing van het heelal Uitdijing van het heelal Zijn we centrum van de expansie? Nee Alles beweegt weg van al de rest: Alle afstanden worden groter met zelfde factor a(t) a 4 2 4a 2a H Uitdijing van het heelal (da/dt) 2 0 a(t)

Nadere informatie

Gravitatie en kosmologie

Gravitatie en kosmologie Gravitatie en kosmologie FEW cursus Jo van den Brand Relativistische kosmologie II: 8 december 2015 Copyright (C) Vrije Universiteit 2009 Inhoud Inleiding Overzicht Klassieke mechanica Galileo, Newton

Nadere informatie

Relativiteitstheorie met de computer

Relativiteitstheorie met de computer Relativiteitstheorie met de computer Jan Mooij Mendelcollege Haarlem Met een serie eenvoudige grafiekjes wordt de (speciale) relativiteitstheorie verduidelijkt. In vijf stappen naar de tweelingparadox!

Nadere informatie

Einstein s Relativiteits theorie Een uitleg met middelbare school wiskunde Andrré van der Hoeven Docent natuurkunde Emmauscollege Rotterdam

Einstein s Relativiteits theorie Een uitleg met middelbare school wiskunde Andrré van der Hoeven Docent natuurkunde Emmauscollege Rotterdam Einstein s Relativiteits theorie Een uitleg met middelbare school wiskunde André van der Hoeven Docent natuurkunde Emmauscollege Rotterdam Einstein s speciale relativiteitstheorie, maarr dan begrijpelijk

Nadere informatie

Hoe kun je de weerstand van voorwerpen vergelijken en bepalen?

Hoe kun je de weerstand van voorwerpen vergelijken en bepalen? werkblad experiment 4.5 en 5.4 (aangepast) naam:. klas: samen met: Hoe kun je de weerstand van voorwerpen vergelijken en bepalen? De weerstand R van een voorwerp is te bepalen als men de stroomsterkte

Nadere informatie

Samenvatting. Klassieke! deeltjes. Bosonen

Samenvatting. Klassieke! deeltjes. Bosonen Samenvatting Dit proefschrift gaat over kwantummaterie, oftewel de collectieve gedragingen van een veelheid aan kwantumdeeltjes. In een stukje metaal of legering zitten circa 10 26 atomen die zich meestal

Nadere informatie

IN AFWACHTING VAN HET ZESDE QUARK 1. door. Pierre van Baal, Instituut-Lorentz, Universiteit Leiden

IN AFWACHTING VAN HET ZESDE QUARK 1. door. Pierre van Baal, Instituut-Lorentz, Universiteit Leiden IN AFWACHTING VAN HET ZESDE QUARK 1 door Pierre van Baal, Instituut-Lorentz, Universiteit Leiden Samenvatting In deze voordracht zal de huidige stand van de natuurkunde der elementaire deeltjes worden

Nadere informatie

Mkv Magnetisme. Vraag 1 Twee lange, rechte stroomvoerende geleiders zijn opgehangen in hetzelfde verticale vlak, op een afstand d van elkaar.

Mkv Magnetisme. Vraag 1 Twee lange, rechte stroomvoerende geleiders zijn opgehangen in hetzelfde verticale vlak, op een afstand d van elkaar. Mkv Magnetisme Vraag 1 Twee lange, rechte stroomvoerende geleiders zijn opgehangen in hetzelfde verticale vlak, op een afstand d van elkaar. In een punt P op een afstand d/2 van de rechtse geleider is

Nadere informatie

10 Materie en warmte. Onderwerpen. 3.2 Temperatuur en warmte.

10 Materie en warmte. Onderwerpen. 3.2 Temperatuur en warmte. 1 Materie en warmte Onderwerpen - Temperatuur en warmte. - Verschillende temperatuurschalen - Berekening hoeveelheid warmte t.o.v. bepaalde temperatuur. - Thermische geleidbaarheid van een stof. - Warmteweerstand

Nadere informatie

Voorkennistoets De Bewegende Aarde Voorkennis voor het basisdeel H1, H2, H3

Voorkennistoets De Bewegende Aarde Voorkennis voor het basisdeel H1, H2, H3 Voorkennistoets De Bewegende Aarde Voorkennis voor het basisdeel H1, H2, H3 A. wiskunde Differentiëren en primitieve bepalen W1. Wat is de afgeleide van 3x 2? a. 3x b. 6x c. x 3 d. 3x 2 e. x 2 W2. Wat

Nadere informatie

IONISERENDE STRALING. Deeltjes-straling

IONISERENDE STRALING. Deeltjes-straling /stralingsbeschermingsdienst SBD 9673 Dictaat 98-10-26, niv. 5 A/B IONISERENDE STRALING Met de verzamelnaam straling bedoelen we vele verschillende verschijningsvormen van energie, die kunnen worden uitgezonden

Nadere informatie