Je leest:

Natuurconstante blijkt wederom rotsvast

Natuurconstante blijkt wederom rotsvast

Een internationaal team van natuurkundigen heeft aangetoond dat de massaverhouding tussen het proton en het elektron hetzelfde is in zowel zwakke als sterke zwaartekrachtsvelden. Het laat opnieuw zien dat deze verhouding solide is. Op 18 september werd het onderzoek gepubliceerd in Physical Review Letters.

Het idee dat de natuurwetten en fundamentele natuurconstanten niet afhangen van lokale omstandigheden staat bekend als het equivalentieprincipe. Dit principe is de hoeksteen van Albert Einsteins algemene relativiteitstheorie. Natuurkundigen van Stichting FOM, werkzaam bij het LaserLaB op de Vrije Universiteit Amsterdam, hebben het principe getest door te bepalen of een van de natuurconstanten, de massaverhouding tussen Proton en Elektron , afhangt van de sterkte van het zwaartekrachtsveld waarin de deeltjes zich bevinden.

De onderzoekers vergeleken de proton-elektron-massaverhouding nabij het oppervlak van witte dwergen met de massaverhouding in een laboratorium op aarde. Witte dwergen zijn sterren in een laat stadium van hun levenscyclus, die geïmplodeerd zijn tot 1 procent van hun oorspronkelijke afmeting.

Het zwaartekrachtsveld op het oppervlak van deze sterren is daarom zo’n 10.000 keer sterker dan dat op aarde. De fysici concludeerden dat zelfs in deze sterke velden de proton-elektron-massaverhouding hetzelfde is, binnen een marge van 0,005 procent. In beide gevallen is het proton 1836,152672 maal zo zwaar als het elektron.

Absorptiespectra

De Nederlandse fysici werkten samen met sterrenkundigen van de University of Leicester, de University of Cambridge en de Swinburne University of Technology in Melbourne. Het team analyseerde absorptiespectra van waterstofmoleculen in de fotosfeer van de witte dwergsterren (de fotosfeer is een buitenste sterlaag die licht uitzendt). De onderzoekers vergeleken deze astronomische spectra met spectra die zij in het LaserLaB hadden gemeten met behulp van een laseropstelling.

Het LaserLaB van de Vrije Universiteit.
LaserLaB Vrije Universiteit/Wim Ubachs

Absorptiespectra geven aan welke stralingsfrequenties een deeltje absorbeert. Een kleine afwijking van de proton-elektron-massaverhouding zou de structuur van een molecuul veranderen en daarmee ook zijn absorptiespectrum. Een vergelijking van de spectra leert echter dat de waarde van de proton-elektron-massaverhouding onafhankelijk is van het zwaartekrachtsveld.

Rock-solid

FOM-promovendus Julija Bagdonaite: “We hebben eerder bevestigd dat deze natuurconstante constant is in de tijd, met metingen van de Very Large Telescope in Chili. Nu hebben we de Hubble-ruimtetelescoop gebruikt om zijn constantheid te beproeven in verschillende zwaartekrachtsvelden. Steeds vinden we de bevestiging: natuurconstanten zijn rock-solid.”

NPO Doc: Order and Disorder

Natuurkundige en presentator Jim Al-Khalili onderzoekt in Order and Disorder de natuurwetten die het universum aansturen in een mix van wetenschap, geschiedenis en filosofie.

Dit artikel is een publicatie van Stichting FOM.
© Stichting FOM, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 21 september 2014

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.