Samenvatting dr Steven Lowette: 'De bouwstenen van het universum en de donkere materie'

Turnhouts Wetenschapscafé
Dr Steven Lowette: 'De bouwstenen van het universum en de donkere materie'

Merkwaardige vaststelling: het aantal aanwezigen op het wetenschapscafé lijkt vandaag recht evenredig met de complexiteit van het onderwerp.
Na deze dag mogen we het café-publiek nooit meer onderschatten. Spreker wist de zaal stil en geboeid te houden, tot de vragenronde losbarstte. Met strenge maar zachte hand moest deze na een klein halfuur gestopt worden door voorzitter Louis. 

 

Er was een tijd dat twee hemellichamen, bv zon en maan, via vrij goed gekende wetten rond elkaar draaiden. Deze laten de mens zelfs toe bemande ruimtevluchten te organiseren naar andere hemellichamen. Waar echter wordt ingezoomd op het oneindig grote (heelal) als het oneindig kleine (binnenin atomen) begint een andere, wonderbaarlijke wereld van nog kleinere deeltjes en een subtiele set van krachten.  
Analoog aan Mendeleev's tabel van chemische elementen, van Waterstof tot Lawrencium, die zowel inventariserend als voorspellend is, is er ook een tabel van elementaire deeltjes en basiskrachten. Die is de basis van een coherente theorie, ook wel 'Standaardmodel van de Deeljesfysica' genoemd, waar vandaag zwaartekracht en hoge energieniveaus niet in passen.

 

Verder onderzoek is nodig: een vaststelling die als een rode draad door de hele voordracht liep. Elementaire deeltjes worden bestudeerd door protonen bij hoge snelheden te laten botsen in een deeltjesversneller. Summum van technologie is de deeltjesversneller (LHC of Large Hydrogen Collider) van het CERN te Genève, waar door middel van elektrische en magnetische velden hoge snelheden gegenereerd worden, in een gesloten circuit van 27 km. De na een protonenbotsing gemeten energiepatronen geven nieuwe informatie over gekende deeltjes, en occasioneel info over nieuwe deeltjes. Zo werd in 2012 te Genève een reeds 50 jaar geleden voorspeld deeltje gevonden dat een centrale rol speelt in het Basismodel: Higgsboson.
Dit heeft de massa van een Jodiumatoom en is de krachtoverbrenger van het Higgsveld.
Dit veld bestaat niet bij zeer hoge energie, maar geeft bij lagere energie massa aan deeltjes. De Belg François Englert en de Brit Peter Higgs ontvingen er hierdoor prompt de Nobelprijs voor de fysica. Robert Brout -de derde ontdekker- was intussen overleden en kwam aldus niet in aanmerking voor de Nobelprijs.
De spreker ging ook over naar begrippen als 'donkere materie' en 'donkere energie'. 
Eén van de onderzoeksprojecten in de LHC is het opsporen van deze donkere materie, want ons huidige heelal bestaat uit ong 5% zichtbare materie, 25% donkere materie en 70% donkere energie (waardoor het heelal nu versneld uitdijt). 
Men heeft waargenomen dat sterren aan de buitenkant van bepaalde sterrenstelsels veel sneller rond de as van het stelsel roteren dan berekend uit de massa van dat stelsel. Daardoor zouden eigenlijke zulke stelsels uit elkaar moeten vliegen, maar dit gebeurt niet. Een verklaring hiervoor zou donkere materie kunnen zijn, vaak als een bolvormige halo rond het sterrenstelsel, met de zichtbare materie in een centrale schijf.
Was het dit nu? Neen! Deeltjes in ons universum zijn bijzonder mysterieus en gedragen zich vaak tegen onze intuïtie in. Anderzijds, zoals ook de spreker stelde, is het is belangrijk te beseffen dat de kwantummechanica niet zomaar een theorie is, maar de meest exacte wetenschap die gekend is. Wordt ongetwijfeld nog lang vervolgd!

© Jozef Konings


Foto's dr Steven Lowette: 'De bouwstenen van het universum en de donkere materie'


Cartoons Gie Campo