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

Maat: px
Weergave met pagina beginnen:

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

Transcriptie

1 Boodschappers uit extra dimensies Zwarte gaten uit het lab NW&T/Erick Vermeulen 24 Natuurwetenschap & Techniek maart 2005

2 Uitzicht Onze laatste blik op het heelal,als we vanaf het aardoppervlak recht omhoog zouden kijken, vlak voordat de Aarde instort tot een zwart gat. Door de intense zwaartekracht lopen alle lichtstralen krom en vervormt het beeld van het landschap en de hemelkoepel in extreme mate. In feite kan geen levend wezen in zo n sterk zwaartekrachtsveld overleven. De krachtigste versneller ter wereld, de LHC, schiet vanaf 2007 deeltjes zó hard op elkaar dat die mogelijk een zwart gat vormen. Volgens de relativiteitstheorie kan níets aan de zuigkracht van een zwart gat ontsnappen. Wordt vervolgens dus de hele Aarde opgeslokt? Fysici die Einstein voorbij zijn, weten bijna zeker dat de wereld in 2008 nog bestaat. Ernst van Eijk Mochten die jongens in Zwitserland straks daadwerkelijk in staat zijn een zwart gat te creëren, dan moeten ze onmiddellijk worden gestopt, stelt kosmoloog Vincent Icke resoluut. Volgens een bekende stelling van zwarte-gatenexperts Roger Penrose en Stephen Hawking kan een zwart gat alleen maar groeien, zegt hij. En ten koste waarvan? Ten koste van jou en mij! En ten koste van de kat en de cavia! Dat gaat er allemaal aan. In zijn werkkamer te Leiden bovenin een modern, opzettelijk scheefhangend gebouw dat toch al aan de zwaartekracht ten onder dreigt te gaan schetst de hoogleraar theoretische sterrenkunde aan de Universiteit Leiden en bijzonder hoogleraar kosmologie aan de Universiteit van Amsterdam het doemscenario: Ieder elektron of proton dat in de buurt komt van zo n mini zwart gat wordt opgevreten: alle omringende materie verdwijnt erin. In eerste instantie is het tempo waarin dat gebeurt gering, omdat het nog zo klein is. Maar zodra het groter wordt en een paar kilogram aarde heeft weggevreten gaat het steeds sneller. Daarna heb je misschien nog een jaar om je gebeden te zeggen en dan is het afgelopen. Zwarte gaten zijn tot nu slechts bekend uit het verre heelal. Het betreft de lijken van opgebrande sterren. Zolang een ster nog energie opwekt uit kernfusie, kan deze tegendruk bieden aan zijn eigen zwaartekracht. Naarmate de brandstof opraakt trekt de ster zich steeds meer samen. Een ster die maximaal tweemaal zo zwaar is als de Zon eindigt als witte dwerg of neutronenster, waarin de materie extreem samengeperst is. Een nog zwaardere ster gaat echter volledig aan zijn eigen zwaartekracht ten onder: hij stort volgens de huidige inzichten ineen tot een punt met oneindig hoge massadichtheid, een singulariteit. Rondom de singulariteit is de zwaartekracht zó sterk, dat zelfs licht er niet meer aan kan ontsnappen. De straal rond de singulariteit waarbinnen dat geldt heet de schwarzschildstraal, een maat voor de grootte en de massa van het zwarte gat. We hebben er inmiddels enkele dozijnen ontdekt, zegt Icke. Zelfs in het centrum van onze Melkweg zit een zwart gat. Dat weegt ongeveer een miljoen keer zo veel als de Zon, maar z n schwarzschildstraal is slechts drie miljoen kilometer, vier keer zo groot als de Zon. De Aarde ingestort tot zwart gat zou een straal van slechts negen millimeter hebben. De kans dat dit echt gebeurt als gevolg van een uit de hand gelopen experiment in een aardse deeltjesversneller acht Icke verwaarloosbaar. Als je een zelf een zwart gat wilt maken, moet je een versneller bouwen zo groot als ons sterrenstelsel! Dat is al heel lang geleden uitgerekend met de algemene relativiteitstheorie. Er is geen enkele aanwijzing dat er iets mis is met die theorie.alles wat wij ooit hebben gezien, gemeten en berekend op grote schaal zoals bijvoorbeeld het zwaartekrachtsveld rondom neutronensterren klopt tot op de laatste decimaal. IJsklont Toch doen onheilspellende geruchten de ronde bij de bouw van elke nieuwe deeltjesversneller. Begrijpelijk, want telkens als natuurkundigen met een nóg sterkere versneller de grens van het bekende passeren, maken ze een sprong in het diepe. Immers, als ze al wisten wat die botsende deeltjes met hun energie zouden doen, hoefden ze hun kilometers lange versnellers en huizenhoge detectoren niet meer te bouwen. Eind 1999 vreesde men bijvoorbeeld dat een nieuwe Amerikaanse versneller (Rhic) vreemde' materie zou creëren. Normale materie bestaat in laatste instantie uit elektronen en twee soorten quarks, up en down genaamd. Botsingsexperimenten in deeltjesversnellers toonden aan dat er nog andere, zwaardere quarks bestaan, waaronder een soort die strange gedoopt werd. Onder extreme omstandigheden zou een minuscuul klompje vreemde materie kunnen ontstaan, opgebouwd uit onder andere strange quarks, dat energetisch stabieler is dan gewone materie. Gewone materie die in contact komt met zo n strange nugget zal spontaan ook tot de vreemde toestand vervallen, ongeveer zoals een glas onderkoeld water in één keer in een klomp ijs verandert als je er een ijsklontje in gooit. Ook dit proces is niet meer te stoppen totdat de hele aarde in één grote strange nugget veranderd is. Bij nader inzien bleek een stabiele strange nugget echter toch niet te kunnen bestaan. 25

3 Van het zwaartekrachtsveld van een molecuul weten wij niets. Maar dan ook écht niets. Dit keer is het de nieuwe Europese versneller die voor onrust zorgt. Diep onder de grond van het onderzoeksinstituut Cern (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), bij Genève, sleutelen natuurkundigen aan wat vanaf 2007 de krachtigste deeltjesversneller ter wereld moet worden. Hoofddoel van de Large Hadron Collider (LHC) is het opsporen van het higgsdeeltje, de laatste bouwsteen in het Standaardmodel dat alle nu bekende deeltjesfysica omvat. Niet iedere fysicus gelooft echter met Icke dat een versneller zo groot als de Melkweg nodig is om een massa binnen z n eigen schwarzschildstraal samen te persen. Speculerend op nieuwe natuurwetten die niet in het Standaardmodel passen, verwachten zij dat de LHC zelfs elke seconde een zwart gat zal produceren. Icke geeft toe dat de zwaartekrachttheorie die op grote schaal zo succesvol is, eigenlijk niet toepasbaar is op de microscopische schaal waarbinnen de protonen van LHC met elkaar botsen. Het belangrijkste wat wij niet begrijpen over zwarte gaten, zegt hij, is hoe hun zwaartekrachtveld er op kleine schaal uitziet. Het probleem met de hypothetische zwarte gaten afkomstig uit een deeltjesversneller is, dat ze zowel een extreem sterk zwaartekrachtsveld hebben als extreem klein zijn. Om hun gedrag netjes te beschrijven, heb je daarom een theorie nodig die naast zwaartekracht ook kwantummechanica bevat. Zulke kwantum-zwaartekrachtstheorieën bestaan wel, bijvoorbeeld snaartheorie, maar ze zijn allemaal omstreden en wiskundig onhandelbaar. Het zwaartekrachtsveld rond een neutronenster en rond de Aarde kunnen we heel jofeltjes beschrijven, zegt Icke. Maar bij het zwaartekrachtsveld van iets dat zo klein is als een mandarijn begint ons begrip al te wankelen. En van het zwaartekrachtveld van een molecuul weten wij niets. Maar dan ook écht niets. Raadsel Voor het beschrijven van microscopische zwarte gaten is dus nieuwe natuurkunde nodig, concludeert Robbert Dijkgraaf, universiteitshoogleraar aan de Universiteit van Amsterdam.Volgens Dijkgraaf veranderen theoretische ingrediënten van de laatste paar jaar het klassieke beeld van Ickes Melkwegversneller dramatisch. Het is inderdaad vloeken in de kerk. Een moderne versneller levert botsingen tussen deeltjes op met een energie van een paar honderd miljard (10 11 ) elektronvolt, terwijl men er altijd vanuit ging dat je voor productie van zwarte gaten minstens de zogeheten planckenergie nodig had, honderdmiljoenmaal zoveel (10 19 elektronvolt). Dat veranderde onder ínvloed van de snaartheorie, maar niet uitsluitend door theoretische inzichten. Het nieuwe beeld van zwaartekracht op kleine schaal komt ook voort uit het raadsel waarom één van de vier fundamentele natuurkrachten zwaartekracht zoveel zwakker is dan de andere drie. Die vier fundamentele natuurkrachten bepalen, voorzover nu bekend, volledig hoe materie en energie zich gedragen, dus in feite hoe ons universum eruit ziet. Het enorme verschil in sterkte wordt al gedemonstreerd door een koelkastmagneetje dat een paperclip van de tafel tilt: dan overwint de elektromagnetische kracht van een paar gram metaal het zwaartekrachtsveld van de hele Aarde. De andere twee natuurkrachten, de zwakke en de sterke kernkracht, merken we in het dagelijks leven niet op omdat hun werking beperkt is tot atoomkernen maar intrinsiek zijn de zwakke, sterke en de elektromagnetische wisselwerking ruwweg even sterk. De zwaartekracht is maar liefst een factor zwakker. Dit zogeheten hiërarchieprobleem, zegt Dijkgraaf, verdwijnt als je aanneemt dat zwaartekracht intrinsiek, dat wil zeggen op die kleine schaal waar we er nog niets van weten, net zo sterk is als de andere drie.als dat zo is kunnen er in LHC, waar botsende protonen elkaar extreem dicht naderen, wel degelijk zwarte gaten ontstaan. Verborgen wereld Tijdens een open dag op het Amsterdamse Nikhef (Nationaal Instituut voor Kern- en Hoge Energie Fysica), legt de kersverse directeur Frank Linde aan de hand van een komische animatie uit hoe zwaartekracht stiekem net zo sterk kan zijn als de andere drie krachten. Tot nu toe hebben we geen andere opties dan aan te nemen dat de wereld zich in meer dan drie ruimtedimensies afspeelt, vertelt hij tot grote verbazing van het publiek.achter Lindes rug kruipt een uit de kluiten gewassen mier een grootbeeld projectie over een bungelend touwtje. Als wij, grote mensen, de mier van een afstandje zien koorddansen, lijkt het of hij maar twee kanten op kan: voorruit of achteruit. Dat komt omdat het vanuit ons perspectief lijkt alsof het touwtje enkel een lengte heeft. Maar als we inzoomen op het touwtje zien we dat het ook een dikte heeft een extra dimensie die voor ons verborgen bleef vanwege zijn kleine afmeting. De wereld van de mier is dus niet één- maar tweedimensionaal: hij kan zowel voor- en achteruit als links- en rechtsom langs het touwtje kruipen. Stel nu dat de mier het in zijn hoofd haalt om aan de achterkant van het touwtje te gaan lopen. Dan zien wij hem, op zijn voelsprieten na, in een extra dimensie verdwijnen! Wat heeft een verlegen mier met zwaartekracht te maken? Het zou kunnen dat ook zwaartekracht zich grotendeels verstopt in extra ruimtedimensies die we niet zien omdat ze te klein zijn, vervolgt Linde. Als dat zo is, verliest zwaartekracht een groot deel van zijn intrinsieke kracht omdat het weglekt in een veel groter volume dan de driedimensionale 26 Natuurwetenschap & Techniek maart 2005

4 ruimte waarin wij leven.wij voelen dan een sterk verdúnde zwaartekracht. Maar op de schaal van de extra dimensies, waar púre gravitatie heerst, is de aantrekkingskracht veel en veel sterker. Nou is de grote vraag, zegt Dijkgraaf, of LHC toegang heeft tot eventuele extra dimensies.als je dat nieuwe ingrediënt in het verhaal brengt, wat afwijkt van gebruikelijke relativiteitstheorie en kwantummechanica, dan blijkt ineens dat die krankzinnig hoge planckenergie die een versneller nodig heeft om zwarte gaten te maken, naar beneden komt. Hoe ver, hangt voornamelijk af van het aantal extra dimensies en hun grootte. Hoe meer extra dimensies en hoe groter ze zijn, hoe lager de planckenergie wordt. Nu is het bestaan van extra dimensies op zich al een oud idee, maar het leek er altijd op dat ze heel erg klein moesten zijn, anders zouden we ze gewoon waarnemen in onze experimenten. Een deeltjesversneller doet immers metingen op de schaal van subatomaire deeltjes. Hoe meer energie er in de deeltjesbotsingen gestopt wordt, des te kleinere details zijn daarin nog te onderscheiden. Men concludeerde dat extra dimensies niet groter konden zijn dan de resolutie van de huidige versnellers: meter. Die conclusie bleek voorbarig. (In)stabiel Een van de vier grote LHC-detectors, waarin vanaf 2007 misschien zwarte gaten ontstaan. Volgens de theorie spatten die onmiddellijk weer uiteen, en registreert de detector de vervalproducten. Als ze toch stabiel zijn vallen ze ongemerkt naar buiten, op weg naar het centrum van de Aarde. CERN 27

5 Rampscenario Fysici weten bijna zeker dat dit nooit zal gebeuren Een deeltjesversneller meet weliswaar op subatomaire afstanden, vervolgt Dijkgraaf, maar gebruikt daarvoor de krachten waarmee de deeltjes onderling wisselwerken.tot nu toe was zwaartekracht in botsingsexperimenten volkomen verwaarloosbaar ten opzichte van de andere drie. Deeltjesversnellers meten dus met alles behalve zwaartekracht.als je daarentegen een microscoop zou bouwen die enkel met zwaartekracht werkt, haal je met de huidige techniek een resolutie van slechts 0,15 millimeter! In 1998 kwam men met het volgende idee: Stel nu dat extra dimensies discrimineren, in die zin dat ze uitsluitend toegang verlenen aan de zwaartekracht en níet aan alle andere krachten en materie. Dan kunnen we ze alleen maar ontdekken via zwaartekrachtexperimenten, dat wil zeggen met zo n onnauwkeurige zwaartekracht- microscoop. Extra dimensies kunnen dan zo dik zijn als een mensenhaar zonder dat we ze ooit hebben opgemerkt. Plakken Het idee dat extra dimensies een voorkeursbehandeling geven aan zwaartekracht, is enigszins plausibel omdat zwaartekracht toch al het buitenbeentje van de natuur is. Zwaartekracht werkt in op álle deeltjes en is altijd aantrekkend, terwijl de overige krachten slechts bepaalde deeltjes lastigvallen, en zowel aantrekken als afstoten. De diverse krachten tussen deeltjes worden zelf ook weer overgedragen door elementaire deeltjes.voor de elektromagnetische kracht zijn dat de fotonen die we met onze eigen ogen kunnen waarnemen, voor de zwaartekracht is dat in theorie het graviton, maar dat is nog nooit waargenomen. De snaartheorie levert theoretische argumenten dat extra ruimtedimensies bestáán en dat ze alleen toegankelijk zijn voor zwaartekracht. In de snaartheorie zijn elementaire deeltjes geen punten, maar snaartjes. De manier waarop een snaar vibreert bepaalt alle eigenschappen van het deeltje (zoals de massa en de elektrische lading). De snaren kunnen echter alleen maar de bekende elementaire deeltjes beschrijven als ze mogen trillen in meer dan drie ruimtedimensies. De standaard snaartheorie had maximaal zes extra dimensies, zegt Dijkgraaf, maar een paar jaar geleden bleek dat er ook oplossingen zijn in zeven extra dimensies. Het idee dat onze we- reld op kleine schaal meer dan drie dimensies bevat, is volgens Dijkgraaf niet zo gek als het lijkt: Op microscopische schaal heersen de wetten van de kwantummechanica. Een extreme kleine ruimte kun je niet onderzoeken, want onzekerheidsprincipes uit de kwantumtheorie gooien roet in het eten. Dus op zo n kleine schaal bekeken, moet je het begrip dimensie met een flinke korrel zout nemen. Gravitonen laten zich enkel beschrijven als trillingen van gesloten snaren (vergelijkbaar met gesloten elastiekjes), terwijl alle andere deeltjes voortkomen uit vibraties van open snaren (doorgeknipte elastiekjes). Dijkgraaf : We kennen maar één deeltje dat een gesloten snaar moet zijn, en wel het graviton. Wellicht is hun geslotenheid de reden dat gravitonen op geheime plaatsen mogen komen. Dat is inderdaad het geval in het zogenaamde brane world scenario. In dit beeld zitten de uiteinden van een open snaar vastgeplakt aan onze vertrouwde driedimensionale wereld. Daardoor kunnen open snaren wel in de extra dimensies trillen, maar er niet naar ontsnappen. Gesloten snaren hebben geen uiteinden, en zijn dus vrij om te gaan en staan waar ze willen. Of het brane world scenario nu juist is of niet, het is een voorbeeld van een model met extra dimensies waarin uitsluitend gravitonen kunnen bewegen. Combineer je de theoretische met de experimentele randvoorwaarden, dan wordt de zwaartekracht die wij ervaren wellicht enorm verdund door extra dimensies. De energie die een deeltjesversneller nodig heeft om zwarte gaten te produceren daalt dan drastisch. Toevallig heb ik net even de nieuwste getallen opgezocht, zegt Dijkgraaf. " Als onze wereld twee of drie extra ruimtedimensies heeft die zo groot zijn als experimenteel is toegestaan, daalt de planckenergie al tot zo n 10 tera-elektronvolt (1 TeV = elektronvolt). Bij vier extra dimensies wordt dat 4 TeV, en bij vijf extra dimensies kan een versneller al met 1 TeV zwarte gaten creëren. Het hangt heel erg af van de theoretische details, maar het komt akelig dicht in de buurt van het energiebereik van LHC. De meest optimistische modellen voorspellen zelfs dat LHC elke seconde een zwart creëert. Dus dat wordt heel spannend! 28 Natuurwetenschap & Techniek maart 2005

6 Karin Schwandt/ NW&T Over het gevaar van een zwart gat in het laboratorium is veel te doen geweest, vervolgt Dijkgraaf, omdat mensen zich zorgen maken dat zo n ding de hele Aarde opslokt. Dijkgraaf begrijpt wel waar die bezorgdheid vandaan komt: In zeer goede benadering voldoen de grote zwarte gaten die kosmologen onderzoeken aan de zwaartekrachtswet van Einstein. Die wet voorspelt inderdaad dat zwarte gaten stabiel zijn en alleen maar kunnen groeien, omdat ze alle materie opvreten en niets meer uitspugen. Maar microscopisch kleine zwarte gaten leven maar een fractie van een seconde voor ze uit elkaar spatten. Ze lijken sterk op radioactieve deeltjes. Dat zwarte gaten spontaan straling uitzenden en daardoor als het ware verdampen, voorspelde Stephen Hawking dertig jaar geleden. Zijn inzicht borduurt voort op de voorspelling van de kwantumtheorie dat overal in de ruimte spontaan en vanuit het niets virtuele deeltjesparen ontstaan. Zo n paar bestaat uit een deeltje en zijn antideeltje, bijvoorbeeld een elektron en een positron.wegens energiebehoud moet de totale energie van het paar nul zijn, dus zal één deeltje positieve energie hebben en het andere negatieve energie. Normaliter vernietigen virtuele deeltjes elkaar vrijwel direct weer nadat ze zijn ontstaan, zodat de buitenwereld niets van hun bestaan merkt.toch blijkt het wel degelijk nodig om zulke virtuele processen mee te nemen in berekeningen over de krachten tussen elementaire deeltjes, om resultaten te krijgen die kloppen met de experimenten. Vlakbij de schwarzschild-rand van een zwart gat, zo beredeneerde Hawking, spelen virtuele deeltjesparen een andere rol. Het kan dan gebeuren dat één van beide deeltjes in het gat valt terwijl het andere ontsnapt.voor een waarnemer op afstand lijkt het alsof het zwarte gat een deeltje met positieve energie uitzendt. De totale energie blijft behouden doordat het zwarte gat het deeltje met negatieve energie invangt. Dit deeltje slurpt een beetje positieve energie van het zwarte gat op.aangezien massa een vorm van energie is mag je ook zeggen dat het ingevangen deeltje wat massa van de singulariteit afsnoept. Uit Hawkings berekeningen bleek ook dat kleine zwarte gaten juist meer virtuele deeltjes invangen dan grote. Elk zwart gat doorloopt zo dus z n eigen rampscenario: naarmate het massa verliest krimpt het, waardoor het steeds vaker virtuele deeltjes invangt en in steeds hoger tempo afslankt.tenslotte spat de singulariteit uit elkaar in een fontein van alle mogelijke soorten deeltjes. Kosmische zwarte gaten zijn zo groot dat ze praktisch geen hawking-straling uitzenden en veel langer leven dan het heelal nu oud is. De LHC, echter, levert hoogstens de botsingsenergie om een zwarte gat met een straal van meter te maken. Dat is erg klein; in een afbeelding op schaal waarin het zwarte gat zo groot is als een knikker, zou een atoom zo groot zijn als de Maan. Door de intense hawking-straling zijn deze microscopische zwarte gaten binnen seconde weer verdampt, ongeveer de tijd die een lichtstraal nodig heeft om een rondje om het zwarte gat te maken. Frank Linde houdt zijn horloge omhoog en wijst naar de afbeelding op de wijzerplaat. Hier zie je een computersimulatie van het verval van een zwart gat, zoals de Atlasdetector dat zou registreren.atlas, waar het Nikhef voor een fors deel aan meebouwt, is één van de vijf grote detectoren die straks bij LHC metingen gaan doen. Het is een general purpose detector, en kan zoals je ziet ook uit elkaar spattende zwarte gaten ontdekken. Fysici bij Cern hopen juist dat de LHC zulke zwarte gaten gaat produceren. De exacte manier waarop ze uiteenspatten vertelt hoeveel extra dimensies onze wereld heeft, en kan onmisbare aanwijzingen opleveren om tot een echte kwantumzwaartekracht-theorie te komen. Mogelijk duikt het Higgs-deeltje zelfs veel vaker op in de uiteenspattende zwarte gaten dan in de vervalproducten van de normale proton-proton botsingsen waarvoor de LHC ontworpen is. Dan zou het ongrijpbare higgs-deeltje binnen een uur gevonden kunnen zijn, terwijl meer orthodoxe schattingen uitgaan van maanden- of jarenlang metingen doorvlooien. Weddenschappen Maar het zal niet de eerste weddenschap over zwarte gaten zijn die Hawking verliest.theoretisch moeten direct na de Oerknal waaruit ons heelal ontstond, 29

7 CERN Verval Simulatie van het spontaan uiteenvallen van een mini zwart gat in de Atlas-detector. Bestudering van de vervalsproducten kan informatie opleveren over verborgen, extra dimensies van onze wereld. relativiteitstheorie en de kwantumveldentheorie. Het zou een enorme verrassing zijn als hier iets niet klopt. Uiteindelijk vertrouwen we op een van de meest fundamentele principes die we kennen: de natuurwetten laten altijd toe dat je de richting van de tijd omkeert. Met andere woorden: alles wat je kunt maken, bijvoorbeeld in een deeltjesversneller, zal ook weer vervallen." Zelfs als een microscopisch zwart gat tegen alle verwachting in stabiel is, komt het rampscenario maar traag op gang. Omdat het gat geen straling of deeltjes uitzendt, wordt het door de detectors van de LHC niet waargenomen.aangegrote aantallen zwarte gaten ontstaan zijn, waarvan een deel zo klein was dat ze al lang weer uiteengespat zijn. Er is geprobeerd de karakteristieke straling van die uiteenspattende mini zwarte gaten - vooral anti-protonen en gammastraling - in het verre heelal waar te nemen, maar zonder succes. Dat kan twee dingen betekenen: of ze kwamen in het voor ons zichtbare deel van het heelal nauwelijks voor, of Hawking heeft ongelijk en zwarte gaten zijn toch stabiel. De hawking-straling van de grote, nu bekende zwarte gaten in het heelal is sowieso veel te gering om waarneembaar te zijn. "Toch zijn er wat dat betreft weinig twijfels," stelt Dijkgraaf. "Hawking-straling is de consequentie van twee, ieder voor zich goed geteste onderdelen van de natuurkunde: de 30 Natuurwetenschap & Techniek maart 2005

8 Complexe ruimte Als de ruimte meer dan drie dimensies heeft, wordt de structuur ervan ook gecompliceerder. nomen dat het alleen interactie heeft met andere elementaire deeltjes via de relatief zeer zwakke zwaartekracht, zal het vanwege z'n kleine afmeting geruisloos en vrijwel ongehinderd door alle materie heen gaan en vanuit de LHC bij Genève in ongeveer anderhalf uur een baan rond het middelpunt van de aarde gaan beschrijven, net als een satelliet in een lage omloopbaan. In het begin zal slechts heel af en toe een elektron of atoomkern bij toeval zo dicht in de buurt van het zwarte gat komen dat het wordt opgeslokt.maar met iedere annexatie groeit het gat, en dus de kans om weer nieuwe materie op te slokken. Ook wordt het gat hierdoor geleidelijk afgeremd, zodat het in een spiraalbeweging naar het middelpunt van de aarde zakt. Pas na honderdduizenden jaren loopt het proces plotseling totaal uit de hand en wordt de Aarde van binnenuit verzwolgen. De Aarde zal dan niet volledig in het zwarte gat verdwijnen, als astronomische waarnemingen maatgevend zijn. Wanneer een ster instort tot een zwart gat of neutronenster, ontstaat rond dit compacte object vaak een accretieschijf, een razendsnel ronddraaiende, gloeiendheet samengeperste schijf restmateriaal, terwijl loodrecht daarop twee bundels straling en hoog-energetische deeltjes worden uitgestoten.vanaf de binnenrand van de accretieschijf stort het restmateriaal geleidelijk aan neer op het compacte object. Een flink deel van de totale massa van de Aarde zal worden omgezet in energie en uitgestoten via twee jets.wellicht kan de Maan de catastrofe van de Aarde overleven, als haar omloopbaan niet toevallig door een van de bundels gaat. Bliksems Ik heb met mijn vrouw wel eens in een weiland gezeten terwijl het bliksemde, vertelt Linde. Onder het motto dat je in je auto veilig bent vanwege de metalen kooiconstructie en de rubberen banden. Maar na tien minuten zei ik: het is wel goed, we gaan naar huis.want het sloeg aan alle kanten om ons heen in. En de theorie kan wel van alles vertellen, maar niet als het om mijn leven gaat! " Gelukkig is er ook een praktisch argument voor de onschadelijkheid van in het lab geproduceerde zwarte gaten. De Aarde wordt voortdurend gebombardeerd door kosmische straling. Daarin komen deeltjes voor met een energie van 100 TeV, tien keer meer energie dan LHC kan leveren. Dus als LHC zwarte gaten kan maken, kunnen die dat ook. Dat doen ze al miljarden jaren, en we bestaan nog. Die geruststelling geldt natuurlijk niet meer als de mens een versneller bouwt die deeltjes tot nog hogere energieën opjaagt dan in kosmische straling. Naar het schijnt dromen Amerikaanse fysici in Fermilab al van een VLHC, een Very Large Hadron Collider, die uiteindelijk 200 TeV moet halen. Informatie Dossier Zwarte Gaten op Kennislink Virtuele excursies naar compacte objecten antwrp.gsfc.nasa.gov/htmltest/rjn_bht.html New Scientist over rampscenario s 31

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

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

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

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

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

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

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

Zwarte gaten Literatuurstudie Sterrenkunde 1 Door: Jiri Tik Djiang Oen 5814685 Studie: Natuur- & Sterrenkunde November 2007

Zwarte gaten Literatuurstudie Sterrenkunde 1 Door: Jiri Tik Djiang Oen 5814685 Studie: Natuur- & Sterrenkunde November 2007 Zwarte gaten Literatuurstudie Sterrenkunde 1 Door: Jiri Tik Djiang Oen 5814685 Studie: Natuur- & Sterrenkunde November 2007 De ideeën over het bestaan van zwarte gaten zijn al enkele eeuwen oud. Deze hemellichamen,

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

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

In gesprek met Erik Verlinde, hoogleraar theoretische fysica

In gesprek met Erik Verlinde, hoogleraar theoretische fysica In gesprek met Erik Verlinde, hoogleraar theoretische fysica Voor veel mensen is theoretische fysica een abstract concept. Hoe zou u het aan de niet wetenschappelijk ingestelde leek uitleggen? Welnu, we

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

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

Zwart gat Simulatie KORTE BESCHRIJVING

Zwart gat Simulatie KORTE BESCHRIJVING Zwart gat Simulatie KORTE BESCHRIJVING Veel kinderen hebben ooit al gehoord van een zwart gat, en ze weten dat het een bodemloze put is. Als iets in een zwart gat valt, kan het er onmogelijk uit ontsnappen

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Wormgaten - science of fiction?

Wormgaten - science of fiction? Wormgaten - science of fiction? Wie regelmatig naar Star Trek kijkt, of wie weleens de wetenschapsbijlage van een krant leest, heeft vast wel eens gehoord van wormgaten. Aan deze sneltreinverbindingen

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

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

Honderd jaar algemene relativiteitstheorie

Honderd jaar algemene relativiteitstheorie Honderd jaar algemene relativiteitstheorie Chris Van Den Broeck Nikhef open dag, 04/10/2015 Proloog: speciale relativiteitstheorie 1887: Een experiment van Michelson en Morley toont aan dat snelheid van

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Is ons universum een klein deel van een veel groter multiversum?

Is ons universum een klein deel van een veel groter multiversum? Is ons universum een klein deel van een veel groter multiversum? Inleiding Er zijn 10 11 sterrenstelsels Er zijn per sterrenstelsel 10 11 sterren waarvan de meesten een aantal planeten hebben Er zijn dus

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

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

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

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

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

Lichtsnelheid Eigenschappen

Lichtsnelheid Eigenschappen Sterrenstelsels Lichtsnelheid Eigenschappen! Sinds eind 19 e eeuw is bekend dat de lichtsnelheid:! In vacuüm 300.000km/s bedraagt! Gemeten met proeven! Berekend door Maxwell in zijn theorie over EM golven!

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

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

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

Gravitatie en kosmologie

Gravitatie en kosmologie Gravitatie en kosmologie FEW cursus Jo van den Brand Sferische oplossingen: 10 november 2009 Ontsnappingssnelheid Mitchell (1787); Laplace (± 1800) Licht kan niet ontsnappen van een voldoend zwaar lichaam

Nadere informatie

De golfvergelijking van Schrödinger

De golfvergelijking van Schrödinger De golfvergelijking van Schrödinger De golfvergelijking van Schrödinger beschrijft het gedrag van het elektron in het atoom. De oplossing van die vergelijking? i bevat informatie over de energie in de

Nadere informatie

De gewichtigste bouwsteen

De gewichtigste bouwsteen NWT_p70_75_Higgs 20-09-2004 15:00 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

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

grootte van zwaartekrachtsveld: gekenmerkt door de ontsnappingssnelheid nieuwe inzichten over zwarte gaten Inhoud: gloeiend oppervlak en stoppelbaard

grootte van zwaartekrachtsveld: gekenmerkt door de ontsnappingssnelheid nieuwe inzichten over zwarte gaten Inhoud: gloeiend oppervlak en stoppelbaard extreme zwaartekracht op kleine afstanden: nieuwe inzichten over zwarte gaten nieuwe inzichten over zwarte gaten glad ("no hair") gloeiend oppervlak en stoppelbaard Inhoud: of: Extreme zwaartekracht op

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

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

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

The Entangled Universe B. Mosk

The Entangled Universe B. Mosk The Entangled Universe B. Mosk THE ENTANGLED UNIVERSE Context In het begin van de 20 ste eeuw veranderden twee fundamenteel nieuwe concepten in de natuurkunde ons begrip van het universum. De eerste revolutie

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

178 Het eerste licht

178 Het eerste licht 178 Het eerste licht Het eerste licht et ontstaan van het heelal heeft de mensheid al sinds de vroegste beschavingen bezig H gehouden. Toch heeft het tot de vorige eeuw geduurd voor een coherent model

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

Snaartheorie, zwarte gaten en kosmologie

Snaartheorie, zwarte gaten en kosmologie Snaartheorie, zwarte gaten en kosmologie Ben Craps (Vrije Universiteit Brussel en Internationale Solvay Instituten voor Fysica en Chemie) EINSTEINS ALGEMENE RELAtiviteitstheorie geeft een heel elegante

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

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

Misschien liggen geloof en wetenschap dan toch dichter bij mekaar dan we denken...

Misschien liggen geloof en wetenschap dan toch dichter bij mekaar dan we denken... De (schijnbare) tegenstelling tussen wetenschap en geloof. Een kunstmatig in stand gehouden debat? Misschien verraden de diepste geheimen van de kosmos toch meer over het bestaan van God dan we denken.

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

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

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

15-12-2015 ONS VERANDERENDE WERELDBEELD

15-12-2015 ONS VERANDERENDE WERELDBEELD 15-12-2015 ONS VERANDERENDE WERELDBEELD 1 15-12-2015 ONS VERANDERENDE WERELDBEELD 2 MENSEN WILLEN STRUCTUREN ZIEN 15-12-2015 ONS VERANDERENDE WERELDBEELD 3 DE MENS BEGON TE BESCHRIJVEN WAT HIJ AAN DE HEMEL

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

Probing Exoplanetary Materials Using Sublimating Dust R. van Lieshout

Probing Exoplanetary Materials Using Sublimating Dust R. van Lieshout Probing Exoplanetary Materials Using Sublimating Dust R. van Lieshout In de afgelopen paar decenia is het duidelijk geworden dat de Zon niet de enige ster is die wordt vergezeld door planeten. Extrasolaire

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

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

Ruud Visser Postdoc, Sterrewacht Leiden

Ruud Visser Postdoc, Sterrewacht Leiden Ruud Visser Postdoc, Sterrewacht Leiden 22 oktober 2010 STERREWACHT LEIDEN ASTROCHEMIEGROEP Prof. Ewine van Dishoeck Prof. Xander Tielens Prof. Harold Linnartz Dr. Michiel Hogerheijde 10 postdocs 12 promovendi

Nadere informatie

Voorronde Nederlandse Sterrenkunde Olympiade 2014 30 april 2014

Voorronde Nederlandse Sterrenkunde Olympiade 2014 30 april 2014 Voorronde Nederlandse Sterrenkunde Olympiade 2014 30 april 2014 Leuk dat je meedoet aan de voorronde van de Nederlandse Sterrenkunde Olympiade 2014! Zoals je ongetwijfeld al zult weten dient deze ronde

Nadere informatie

THEORIEËN: A.P.B. UITERWIJK WINKEL

THEORIEËN: A.P.B. UITERWIJK WINKEL File: website.theorieën.apb.uiterwijkwinkel.januari2011 WWW.UITERWIJKWINKEL.EU THEORIEËN: A.P.B. UITERWIJK WINKEL De auteur heeft op zijn website www.uiterwijkwinkel.eu een aantal fundamentele problemen

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

Samenvatting. Sterrenstelsels

Samenvatting. Sterrenstelsels Samenvatting Sterrenstelsels De Melkweg, waarin de Zon één van de circa 100 miljard sterren is, is slechts één van de vele sterrenstelsels in het Heelal. Sterrenstelsels, ook wel de bouwstenen van het

Nadere informatie

Medische Toepassingen van pixel detectors. Jan Visser

Medische Toepassingen van pixel detectors. Jan Visser Medische Toepassingen van pixel detectors Courtesy ATLAS collaboration Jan Visser Viva Fysica, Amsterdam January 2015 Courtesy Linda B. Glaser Foto s maken in Hoge Energie Fysica Vertex resolutie ~ 15

Nadere informatie

Verborgen dimensies in een virtueel heelal

Verborgen dimensies in een virtueel heelal Verborgen dimensies in een virtueel heelal Inleiding! Probleem in de Natuurkunde:! Relativiteits theorie werkt alleen als kwantum effecten nihil zijn (klassieke benadering).! Kwantum Mechanica werkt alleen

Nadere informatie

Overzicht. Vandaag: Frank Verbunt Het heelal Nijmegen 2014. uitdijing heelal theorie: ART afstands-ladder nucleo-synthese 3 K achtergrond.

Overzicht. Vandaag: Frank Verbunt Het heelal Nijmegen 2014. uitdijing heelal theorie: ART afstands-ladder nucleo-synthese 3 K achtergrond. Vandaag: Frank Verbunt Het heelal Nijmegen 2014 Kosmologie Overzicht uitdijing heelal theorie: ART afstands-ladder nucleo-synthese 3 K achtergrond Boek: n.v.t. Frank Verbunt (Sterrenkunde Nijmegen) Het

Nadere informatie

Overzicht. Vandaag. Frank Verbunt Het heelal Nijmegen 2015

Overzicht. Vandaag. Frank Verbunt Het heelal Nijmegen 2015 Vandaag Frank Verbunt Het heelal Nijmegen 2015 Theorie: de Algemene Relativiteits-Theorie de lichtsnelheid gekromde ruimte tests zwarte gaten Waarnemingen zwarte gaten uit sterren centrum van de Melkweg

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

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

Klimaatmodellen. Projecties van een toekomstig klimaat. Wiskundige vergelijkingen

Klimaatmodellen. Projecties van een toekomstig klimaat. Wiskundige vergelijkingen Klimaatmodellen Projecties van een toekomstig klimaat Aan de hand van klimaatmodellen kunnen we klimaatveranderingen in het verleden verklaren en een projectie maken van klimaatveranderingen in de toekomst,

Nadere informatie

Einstein (6) v(=3/4c) + u(=1/2c) = 5/4c en... dat kan niet!

Einstein (6) v(=3/4c) + u(=1/2c) = 5/4c en... dat kan niet! Einstein (6) n de voorafgaande artikelen hebben we het gehad over tijdsdilatatie en Lorenzcontractie (tijd en lengte zijn niet absoluut maar hangen af van de snelheid tussen waarnemer en waargenomene).

Nadere informatie

Tweede Bijeenkomst: Zoektocht naar het Verborgen Hemelbeeld. Rond de Waterput donderdag 31 oktober 2013 Allan R. de Monchy

Tweede Bijeenkomst: Zoektocht naar het Verborgen Hemelbeeld. Rond de Waterput donderdag 31 oktober 2013 Allan R. de Monchy Tweede Bijeenkomst: Zoektocht naar het Verborgen Hemelbeeld Rond de Waterput donderdag 31 oktober 2013 Allan R. de Monchy Twee bijeenkomsten: Donderdag 17 oktober 2013: Historische ontwikkelingen van Astrologie.

Nadere informatie

Sterrenstelsels en kosmologie

Sterrenstelsels en kosmologie Sterrenstelsels en kosmologie Inhoudsopgave Ons eigen melkwegstelsel De Lokale Groep Sterrenstelsels Structuur in het heelal Pauze De geschiedenis van het heelal Standaard big bang theorie De toekomst

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

Bijkomende informatie over de publicaties in Nature en Nature Communications

Bijkomende informatie over de publicaties in Nature en Nature Communications Bijkomende informatie over de publicaties in Nature en Nature Communications Achtergrond Kernfysici bestuderen allerlei eigenschappen van atoomkernen. Voor de onderzoeksgroep van Mark Huyse en Piet Van

Nadere informatie

Prehistorie (van tot )

Prehistorie (van tot ) Prehistorie (van tot ) Oerknal of Big Bang We bekijken samen twee korte filmpjes. Waarover gaan deze filmpjes? - - Wat is de Oerknal? Maak een woordspin met alles waaraan jij denkt als je het woord Oerknal

Nadere informatie

Opgave 3 N-16 in een kerncentrale 2014 II

Opgave 3 N-16 in een kerncentrale 2014 II Opgave 3 N-16 in een kerncentrale 2014 II In de reactor binnen in het reactorgebouw van een kerncentrale komt warmte vrij door kernsplijtingen. Die warmte wordt afgevoerd door het water in het primaire

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

Het elementair abc van een elementair deeltje

Het elementair abc van een elementair deeltje Het elementair abc van een elementair deeltje Dit boek is een uitgave van Fontaine Uitgevers BV, Hilversum www.fontaineuitgevers.nl Vormgeving omslag: Egbert Clement, Studio Jan de Boer Vormgeving binnenwerk:

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

Love and Fear of Water: Water Dynamics around Charges and Apolar Solutes S.T. van der Post

Love and Fear of Water: Water Dynamics around Charges and Apolar Solutes S.T. van der Post Love and Fear of Water: Water Dynamics around Charges and Apolar Solutes S.T. van der Post Samenvatting Water is meer dan een oplosmiddel Het leven op aarde is gebaseerd op water: vrijwel alle organismen,

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

Overzicht (voorlopig) Vandaag: Frank Verbunt Het heelal Nijmegen 2015

Overzicht (voorlopig) Vandaag: Frank Verbunt Het heelal Nijmegen 2015 Vandaag: Frank Verbunt Het heelal Nijmegen 2015 vroedvrouwen in Nijmegen zwaartekracht vs. druk het viriaal theorema energie-transport kernfusie Overzicht (voorlopig) 4 mrt: Kijken naar de hemel 11 mrt:

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

ATOOMKERNEN ZONDER NEUTRONEN

ATOOMKERNEN ZONDER NEUTRONEN F3 Atoomkernen zonder neutronen.apb.uiterwijkwinkel.mei2011 dd 8 mei 2011 ATOOMKERNEN ZONDER NEUTRONEN In dit document wordt het kernfusieproces weergegeven van waterstof tot helium. In atoomkernen blijken

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

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