cern_1

Speuren naar de kleinste bouwstenen van onze werkelijkheid

Veel fundamenteler onderzoek dan het werk van deeltjesfysici is in de wetenschap bijna niet mogelijk. Deze in bijzonder klein grut gespecialiseerde natuurkundigen speuren immers letterlijk naar de bouwblokken van de gehele werkelijkheid. En daarmee hebben zij de afgelopen jaren behoorlijk mooie resultaten geboekt. Op 8 oktober geeft deeltjesfysicus Ivo van Vulpen (UvA/NIKHEF) op onze tweede Avond van de Nutteloze Kennis een spoedcursus deeltjes. In dit blog alvast een kleine preview.

Een deeltjesbotsing. Bron: Cern.

Een deeltjesbotsing. Bron: Cern.

Stel je eens het volgende, misschien een tikje kinderachtige, gedachtenexperiment voor. Je krijgt een enorme ton lego waarmee je gevraagd wordt een auto na te bouwen. En vervolgens een vliegtuig, een berg, een mens, een wolk, de planeet aarde of zelfs het complete universum. Hoeveel verschillende blokjes denk je dat je daarvoor nodig hebt? Dus, ter overvloede: niet het aantal blokjes (dat verschilt tussen een auto en het complete universum tenslotte nogal), maar het aantal verschillende.

Heb je daarvoor tien blokjes nodig? Honderd? Een miljard? Een biljoen? Het antwoord – als we de legoblokjes even vertalen naar elementaire deeltjes, althans – is ‘3’. Met drie verschillende bouwstenen kun je alles dat bestaat bouwen. Er zijn er weliswaar iets meer dan die drie, maar de meeste bestaan zo kort dat je er niets mee kunt bouwen.

Higgsdeeltje

Dat is één van de verrassende conclusies die deeltjesfysici de afgelopen jaren trokken over onze werkelijkheid. Zij zochten in deeltjesversnellers – machines waarmee je op grote snelheid grote deeltjes op elkaar knalt om vervolgens tussen de brokstukken naar kleinere deeltjes te speuren – naar allerhande deeltjes en brachten deze in kaart. De grootste deeltjesversneller ter wereld staat in Zwitserland, bij het deeltjesfysicainstituut Cern.

De deeltjes én al hun onderlinge interacties die onderzoekers met dat soort apparaten vonden, veegden zij samen in het zogeheten standaardmodel der elementaire deeltjes. De vondst van het higgsdeeltje (dat in 2012 wereldwijd het nieuws haalde) vormt van dat model tot nog toe het mooiste sluitstuk. ‘Higgs had het bestaan van dat deeltje al vijftig jaar eerder voorspeld’, zegt Van Vulpen. ‘Die vondst zette de wereld op z’n kop.’

Nieuwsgierigheid

Uiteraard heeft die zoektocht naar deeltjes best nuttige praktische gevolgen – het is immers ontegenzeggelijk handig om de basale structuur van materie te kunnen doorgronden – maar daarvoor doen onderzoekers zoals Ivo van Vulpen het niet. Zij worden getrokken door nieuwsgierigheid, de pracht van kennis, de fundamentele wetenschap dat wij met behulp van onze grijze massa en ons wiskundig gereedschap kunnen doorgronden op wat voor manier het legopakket van de werkelijkheid in elkaar steekt. ‘Ik hoop vooral dingen te vinden die we nog niet kennen’, zegt Van Vulpen.

Het is een heerlijke, tot de verbeelding sprekende zoektocht waar Van Vulpen geweldig over kan vertellen – misschien wel het best van alle deeltjesfysicasprekers in Nederland. Wie dat niet wil missen, doet er goed aan nu alvast een kaartje te kopen voor de volgende Avond van de Nutteloze Kennis. Ze gaan namelijk hard!