Naar de content

Dossier: Deeltjes

Bouwstenen van materie en de fundamenten van ruimte en tijd

UvNL

De eerste waarnemingen van zwaartekrachtgolven, donkere materie en de bron van kosmische straling. Wetenschappers Stan Bentvelsen, Bob van Eijk en Melissa van Beekveld vertellen hier alles over in een reeks colleges van de Universiteit van Nederland. Waarom is de tunnel van CERN eigenlijk zo lang? En waarom was het Higgs-deeltje zo lastig te vinden? Verdiep je in dit dossier in de de bouwstenen van materie en de fundamenten van ruimte en tijd.

Wat de bouwstenen van materie en de fundamenten van ruimte en tijd zijn, is een van de grote vragen binnen de wetenschap. Onderzoek daarnaar helpt ons om op het meest elementaire niveau de wereld om ons heen beter te begrijpen. Uit de Nationale Wetenschapsagenda bleek dat veel burgers daar ook meer over willen weten.

Die wetenschapsagenda bestaat uit zo’n 140 clustervragen die gevormd zijn uit de bijna 12.000 vragen die de Nederlandse bevolking aan de wetenschap heeft gesteld. Uit die 140 clustervragen zijn weer verschillende routes voor wetenschappelijk onderzoek voortgekomen. Dit dossier gaat in op Route 5: de bouwstenen van materie en fundamenten van ruimte en tijd. Oftewel ‘deeltjes’.

Duik samen met NEMO Kennislink en de Universiteit van Nederland diep in de fundamenten van het heelal met vijf onderwerpen die variëren van het allergrootste tot het allerkleinste.

Stan Bentvelsen, directeur van natuurkundig instituut Nikhef, houdt van het allerkleinste (lees: deeltjes) in het allergrootste (lees: het heelal). Hij reist met regelmaat op en neer tussen Nederland en de gigantische deeltjesversneller op de grens van Zwitserland en Frankrijk, want dat is waar “the magic happens”!

 UvNL

Zwaartekrachtgolven waargenomen

In ‘natuurkundeland’ was 14 september 2015 een wel heel bijzondere dag. Wetenschappers hoorden toen een nog nooit eerder gehoord signaal uit het heelal. Dat was de eerste waarneming van zwaartekrachtgolven. De zoektocht naar die golven was maar kort daarvoor gestart. De machine die ze waarnam was nog niet eens helemaal klaar voor gebruik. Toch is het signaal goed waargenomen, en kort daarna zelfs nog een keer. Lees hier verder over de eerste registratie van zwaartekrachtgolven en hoe wetenschappers het ontstaan van die golven terug hebben kunnen leiden tot het samensmelten van twee zwarte gaten.

Wat voor geluid hoorden we voor het eerst knetterhard uit het heelal op 14 september 2015? Stan Bentvelsen vertelt over zwaartekrachtgolven.

—-

“Ik zie, ik zie, wat jij niet ziet”, dat is een mooie samenvatting van wat Bob van Eijk van de Universiteit Twente en het natuurkundig instituut Nikhef doet. Bob is namelijk een expert in het zichtbaar maken van het allerkleinste, waar gewone microscopen tekortschieten. Tijdens zijn promotie werkte hij mee aan een experiment dat later een Nobelprijs opleverde.

De lange tunnel van CERN

Moleculen en atomen zijn klein. Maar nog kleiner zijn de elektronen of zelfs de quarks. Hoe meten we deze deeltjes als we ze niet eens kunnen zien? Daarvoor is de grootste microscoop ter wereld nodig en dat is de Large Hadron Collider in CERN. Daar laten ze deeltjes op hoge snelheid tegen elkaar op botsen in een 27 km lange tunnel. Zelfs de flauwe bocht van die tunnel is nog scherp voor de deeltjes die daar doorheen schieten. Hoe ze in hun baan worden gehouden? Met magneten. Lees meer in het artikel Dubbel zo sterke LHC jaagt op nieuwe deeltjes.

Waarom heb je een tunnel van 27 kilometer nodig om het allerkleinste te zien? Bob van Eijk vertelt over de lange tunnel van de Large Hadron Collider in CERN.

—-

Nog voordat ze was afgestudeerd had Melissa van Beekveld van de Radboud Universiteit al drie publicaties en een prijs voor haar onderzoek op zak. En dat dat onderzoek gaat over iets wat ze niet eens kan zien, namelijk ‘donkere materie’, vindt ze alleen maar een fantastische uitdaging.

Het donkere mysterie

Van je smartphone tot aan je grote teen: alles om ons heen is gemaakt van materie. En toch is dit maar 15 procent van de materie die we kennen. De andere 85 procent is compleet onbekend. We noemen dit heel mysterieus ‘donkere materie’. Maar bestaat ‘donkere materie’ eigenlijk wel? Het onderwerp stond de afgelopen paar jaar vaak in de schijnwerpers. In het artikel Verlindes zwaartekrachttheorie heeft donkere materie nog lang niet schaakmat lees je dat we in de natuurkunde voorlopig nog echt niet zonder het idee van donkere materie kunnen.

Waarom is 85% van het heelal nog onzichtbaar? Melissa van Beekveld legt het mysterie van donkere materie uit.

—-

Zoek en vind: het Higgs-deeltje

De afgelopen jaren waren natuurkundigen druk aan het zoeken naar het zogenaamde ‘Higgs-deeltje’ dat is vernoemd naar de Schotse natuurkundige Peter Higgs. En mogelijk hebben ze het gevonden, maar zeker weten doen ze dat nog niet. Wel hebben onderzoekers van CERN een deeltje gevonden dat er erg op lijkt en dat zich ook als Higgs-deeltje lijkt te gedragen. Wat dit deeltje verder zo bijzonder maakt en wat we er allemaal nog meer over weten lees je in dit dossier.

Hebben we het meestgezochte deeltje ter wereld gevonden? Stan Bentvelsen vertelt over de zoektocht naar het Higgs-deeltje.

—-

Kosmische stralingsbron

Tijdens het lezen van dit artikel word je ongemerkt bestookt door het heelal. Namelijk met kosmische straling. In dit artikel lees je over de ontdekking van een wel heel bijzondere bron van deze straling, namelijk het zwarte gat in het midden van de Melkweg. Dit hebben wetenschappers ontdekt door de gammastraling te traceren. Want in tegenstelling tot protonen en elektronen die door hun magneetveld in hun baan worden afgebogen, reist gammastraling in een rechte lijn en kun je de stralingsbron ervan makkelijker traceren.

Waarmee bombardeert het heelal jou elke dag weer? Bob van Eijk vertelt over de oorsprong van kosmische straling.

ReactiesReageer