De LHC deel 3: Collision day...

quote:

Op vrijdag 5 november 2010 01:34 schreef Asphias het volgende:

[..]



helaas is het huidige begrip van de wetenschap dat het onmogelijk is om de plaats én de snelheid van een deeltje tegelijk te meten. dat maakt toekomstvoorspellen dus helaas onmogelijk

daarnaast heb je nog quantum effecten, wat voor zover we weten écht random is. zie het dubbel-spleet experiment, wij kunnen niet voorspellen, ookal weten we de begincondities helemaal, waar het deeltje uit zal komen. het lijkt er dus op dat zelfs áls je alle waarden van elk deeltje zou weten, je dan nóg niet kan voorspellen wat er in de toekomst gebeurd.

En er is een Computer groter dan het Universum nodig om alle gegeven in op te kunnen slaan

07-11-2010

Grootste deeltjesversneller haalt nieuw hitterecord



© epa
De grootste deeltjesversneller ter wereld, de Large Hadrton Collider (LHC) nabij Genève, heeft een nieuw hitterecord gevestigd.

Met botsende atoomkernen van lood produceerden de fysici aan het Europees centrum voor onderzoek naar elementaire deeltjes (Cern) subatomaire, 10 miljard graden hete micro-vuurballen.

Miljoen maal heter
Dat is een miljoen maal heter dan de temperatuur in het centrum van onze zon. Het gaat dan ook om "de hoogste temperaturen en de grootste densiteiten die ooit in een experiment zijn bereikt", aldus David Evans van de Universiteit van Birmingham. Met deze "mini-oerknal" hopen de vorsers inzicht te krijgen in de eerste microseconden van het universum. (belga/ep)

(HLN)

http://aliceinfo.cern.ch/Public/en/Chapter1/fstablebeams.html

Ik snap dat als je een deeltje tegen een ander deeltje aan gooit dat door de botsing sub-atomaire deeltje vrijkomen, maar het zijn wel tering veel lijntje wat ik daar zie. Wat zie ik nou hier eigenlijk precies en wat zijn de deeltjes die vrij komen

quote:

Op maandag 8 november 2010 08:29 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
07-11-2010

Grootste deeltjesversneller haalt nieuw hitterecord

[ afbeelding ]

© epa
De grootste deeltjesversneller ter wereld, de Large Hadrton Collider (LHC) nabij Genève, heeft een nieuw hitterecord gevestigd.

Met botsende atoomkernen van lood produceerden de fysici aan het Europees centrum voor onderzoek naar elementaire deeltjes (Cern) subatomaire, 10 miljard graden hete micro-vuurballen.

Miljoen maal heter
Dat is een miljoen maal heter dan de temperatuur in het centrum van onze zon. Het gaat dan ook om "de hoogste temperaturen en de grootste densiteiten die ooit in een experiment zijn bereikt", aldus David Evans van de Universiteit van Birmingham. Met deze "mini-oerknal" hopen de vorsers inzicht te krijgen in de eerste microseconden van het universum. (belga/ep)

(HLN)

Cool!
(ik heb gelukkig niet veel gemerkt van die "mini-oerknal")

Is het nou een wedstrijdje wie maakt de hoogste temperatuur, of is er nog daadwerkelijk iets ontdekt?

Het is dus gelukt, prachtig. En de wereld bestaat nog.

Hebben al die domme onwetende relifreaks toch weer voor niets paniek lopen zaaien.

quote:

Op dinsdag 9 november 2010 11:44 schreef Maanvis het volgende:
Is het nou een wedstrijdje wie maakt de hoogste temperatuur, of is er nog daadwerkelijk iets ontdekt?

dat weten we over een paar jaar als de data geanalyseerd is

18-11-2010

Doorbraak: "Waar bleef de antimaterie na de Big Bang?"


© afp

Wetenschappers beweren een grote doorbraak gerealiseerd te hebben in het mysterie van de Big Bang, meer bepaald wat de antimaterie betreft. In het heelal is nauwelijks of geen antimaterie te vinden en dat is merkwaardig. Vorsers zijn er nu in geslaagd een eerste 'anti-atoom' te vatten dat meer inzicht moet brengen.

Het is het internationale CERN, dat gevestigd is in Zwitserland, dat het voor mekaar kreeg een atoom van anti-hydrogeen te creëren én het zolang vast te houden dat het kan bestudeerd worden in een lab. "Een enorme doorbraak, want nu kunnen we naar de volgende stap gaan en dat is het vergelijken van materie en antimaterie", zegt de woordvoerder van het team, de Amerikaanse wetenschapper Jeffrey Hangst.

Materie vs antimaterie
Al jaren vragen onderzoekers zich af waarom de antimaterie lijkt verdwenen te zijn in het universum. In theorie werden antimaterie en materie in even grote delen gecreëerd tijdens de Big Bang, die het universum zo'n 13,7 miljard jaar geleden deed ontstaan. Maar materie - dat per definitie massa en ruimte heeft - werde de bouwsteen van zowat alles dat bestaat, terwijl de antimaterie blijkbaar gewoon verdween. Behalve in het labo dan.

Vasthouden
Wetenschappers kunnen al langer individuele deeltjes van antimaterie scheppen, zoals antiprotonen, antineutronen en positronen (antideeltjes van elektronen). Sinds 2002 kan men die deeltjes ook samenkneden tot anit-atomen, maar tot voor kort was het onmogelijk die lang genoeg vast te houden om ze te bestuderen, omdat atomen van antimaterie en materie elkaar opheffen bij contact.

"Daar zijn we niks mee, dat ze verdwijnen vanaf het moment dat ze ontstaan", aldus Hangst. "Daarom was ons grote doel ze te kunnen vasthouden."

Deeltjesversneller
Twee teams binnen CERN beconcurreerden elkaar om dat te bereiken. Het CERN is het grootste fysica lab ter wereld, dat bekend werd voor zijn ondergrondse deeltjesversneller aan de Frans-Zwitserse grens. Maar dat toestel - waarde: zo'n 10 miljard dollar - werd voor dit experiment niet gebruikt. (jv)

(HLN)

Wat ik mis in dit verhaal is hoe lang het anti-hydrogeen atoompje dan bestaan heeft . Dat lijkt me wel interessant om te weten, zeker ook aangezien ik het bernini mysterie vorig jaar gelezen heb .

quote:

Op donderdag 18 november 2010 18:39 schreef Maanvis het volgende:
Wat ik mis in dit verhaal is hoe lang het anti-hydrogeen atoompje dan bestaan heeft . Dat lijkt me wel interessant om te weten, zeker ook aangezien ik het bernini mysterie vorig jaar gelezen heb .

In dit verband wel interessant:

Antimatter atom trapped for first time, say scientists

Researchers at Cern, home of the Large Hadron Collider, have held 38 antihydrogen atoms in place, each for a fraction of a second.

http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-11773791

25-11-2010

Mini-oerknak resulteert in superhete vloeistof



Kort na de oerknal was het heelal een extreem dikke, superhete vloeistof. Dat is de verrassende ontdekking die onderzoekers hebben gedaan met de Large Hadron Collider (LHC), de grote deeltjesversneller in Zwitserland.

Op 7 november begonnen wetenschappers een nieuw experiment met de LHC, waarbij zij de kernen van loodatomen met enorme snelheden tegen elkaar lieten botsen. Bij die botsingen ontstonden kleine vuurballen van subatomaire deeltjes met een temperatuur van meer dan 10 biljoen graden. Het idee achter dit experiment was om de 'oersoep' van deeltjes te reproduceren, het zogeheten quark-gluonenplasma, zoals die een miljoenste seconde na het ontstaan van het heelal moet hebben bestaan. Quarks en gluonen zijn de bouwstenen van de neutronen en protonen die de atomen vormen.

Volgens veel modellen die de deeltjesstroom van dit subatomaire vuurwerk beschrijven, zou deze oersoep zich als een gas moeten gedragen. Maar uit de waarnemingen blijkt nu dat de oersoep, precies zoals de naam al aangeeft, meer weg had van een vloeistof. Ook de dichtheid van de subatomaire deeltjes die bij de botsingen vrijkwamen, verrast de onderzoekers: bij de 'mini-oerknallen' werden veel meer van die deeltjes gevormd dan verwacht.

Het is volgende wetenschappers overigens nog te vroeg om uit deze eerste resultaten verregaande conclusies te trekken over de structuur van het jonge heelal.

© Eddy Echternach (www.astronieuws.nl)

(allesoversterrenkunde)

leuk, zo'n oerknak!

Lijkt me zinloos wat ze doen, want imo is er geen kleinste deeltje gezien alles in feite slechts trilling is.

quote:

Op vrijdag 26 november 2010 12:45 schreef semexo het volgende:
Lijkt me zinloos wat ze doen, want imo is er geen kleinste deeltje gezien alles in feite slechts trilling is.

? Is dit serieus?

quote:

Op vrijdag 26 november 2010 12:45 schreef semexo het volgende:
Lijkt me zinloos wat ze doen, want imo is er geen kleinste deeltje gezien alles in feite slechts trilling is.

Idd boute uitspraak, lijkt mij ook.

Het hele project lijkt zo te zien trouwens mislukt:

http://www.cerntruth.com/?p=211

quote:

Op zaterdag 11 december 2010 14:23 schreef Bankfurt het volgende:

[..]

Idd boute uitspraak, lijkt mij ook.

Het hele project lijkt zo te zien trouwens mislukt:

http://www.cerntruth.com/?p=211

Yup, samenzweringstheorien maken het leven interessant.

30-12-2010

De laatste kans voor de natuurkunde



2012 wordt het beslissende jaar voor het duurste wetenschappelijke experiment ooit. De Large Hadron Collider moet bewijzen of de hoge-energie fysica nog een toekomst heeft.

Het is nu even stil, daar diep onder de Frans-Zwitserse bergen. De Large Hadron Collider, de kilometerslange draaimolen voor elementaire deeltjes, ligt stil. Dat is niets bijzonders; elk jaar is er rond de jaarwisseling een ‘vakantiestop’ die gebruikt wordt voor reparaties en onderhoud. Maar wanneer de LHC in februari weer start, is dat het begin van een cruciaal jaar. In 2012 moet blijken of de investeringen in dit grootste natuurkundige experiment op aarde, iets opleveren. Bij het onderzoeksinstituut CERN is iedereen optimistisch. Natuurkundigen zijn minder zeker.

De Large Hadron Collider kwam (na een valse start in september 2008) in november 2009 goed op gang. Halverwege maart 2010 slaagde men erin deeltjes (protonen) te versnellen tot energieën van 3,5 Tev (Tera-elektronvolt). Eind maart liet men twee van zulke bundels vanuit tegengestelde richtingen op elkaar knallen, waarbij de deeltjes elkaar raken met energieën van 7 TeV. Dat is net zoveel energie als in een voorbijkomende vlieg – maar dat dan wèl in één enkel elementair deeltje. Dit zijn botsingen die zich nergens in het heelal voordoen, maar ze hebben zich wel voorgedaan tijdens de eerste fracties van seconden van de Big Bang. Dat is ook de gebeurtenis die natuurkundigen willen doorgronden. Die botsingen bij extreem hoge energieën moeten antwoord geven op de vraag hoe materie ontstaat, en waaruit het bestaat.

Higgs boson

Bij zulke botsingen komt zó veel energie vrij dat er spontaan ware lawines aan deeltjes ontstaan. Van doodgewoon tot zeldzaam. Maar al die deeltjes zijn totaal oninteressant. Natuurkundigen zitten straks overal over hun computerschermen gebogen, speurend naar het spoor van dat ene deeltje dat echt nog nooit is gezien, maar waarvan iedereen zegt dat het moet bestaan: het Higgs boson. Als dat niet opduikt, kunnen ze opnieuw beginnen. Dan kan het Standaardmodel de prullenmand in.

Het Standaardmodel, ontwikkeld in de jaren zeventig en tachtig, is voor een groot deel gebaseerd op het inzicht dat de wereld van de elementaire deeltjes symmetrisch is (met als bekendste voorbeeld de ‘wet’ dat er van elk deeltje een antideeltje is). Het model biedt een uitstekende verklaring voor alle deeltjes die we kennen en voor drie van de vier natuurkrachten: voor elektromagnetisme en voor twee nucleaire krachten. Het probleem is dat het géén raad weet met kracht nummer vier, de zwaartekracht, en dat het Standaardmodel aan de deeltjes die het voorspelt, geen massa kan toekennen.

Om de zestien elementaire deeltjes toch massa te geven, moet er nog een extra deeltje bij: het Higgs boson. Dat is buitengewoon instabiel, het kan zelfstandig maar héél kort bestaan, maar berekeningen laten zien dat er, met een beetje geluk, in de superbotsingen van de LHC een paar op moeten duiken. Voor CERN zou een dergelijke vondst een enorm succes zijn. Maar natuurkundigen zullen dan, gek genoeg, zeer zenuwachtig worden. Als er eind 2011 niks anders is gevonden dan dat Higgs-boson, dan zinkt de natuurkunde, aldus de beroemde fysicus Steven Weinberg, ‘in een diepe crisis’. Want het Standaardmodel zou daarmee weliswaar ‘bewezen’ zijn, keurig af – maar iedereen weet dat het Model niet alles verklaart. Hoe zit dat dan met de zwaartekracht? En vinden we dan ooit een verklaring voor de vacuümenergie van het heelal, die mysterieuze ‘kracht’ die ervoor zorgt dat het heelal steeds verder, steeds sneller uitdijt?

Wat nodig is, is een nog veel grotere theorie, gebaseerd op ‘supersymmetrie’, die het Standaardmodel én de zwaartekracht combineert. Supersymmetrie levert weer een nieuwe lading nóg gekkere deeltjes op, maar niemand durft nog te zeggen wat en hoe. Want niemand weet wat supersymmetrie inhoudt. De op dit moment bekendste supersymmetrische Theorie Van Alles is de snaartheorie, en die levert geen eenduidige antwoorden. Maar één ding is duidelijk: die deeltjes maken vereist hoogstwaarschijnlijk veel hogere energieën dan de LHC kan leveren. Waar natuurkundigen stiekem op hopen is dat er komend jaar, naast het Higgs-boson toch nog een ander deeltje opduikt, onverwacht, volkomen bizar – een heel klein stukje van de supersymmetrie die nu nog achter de theoretische horizon schuilgaat.

Het komend jaar wordt cruciaal want in 2012 komt CERN lang stil te liggen. De organisatie wil dan nadenken over de toekomst. Stel dat komend jaar wél het Higgs-boson maar verder niets bijzonders gevonden wordt. Gaat het CERN dan verder op de ingeslagen weg? Dan betekent dat plannen maken voor een nog groter, duurder experiment. Een veelvoud van de zes miljard euro die de LHC heeft gekost. Als natuurkundigen eind 2011 met lege handen staan, is de kans groot dat de LHC de grootste versneller is én blijft. Dan weten natuurkundigen dat het Standaardmodel klopt én dat het onvolledig is. En dat ze het einde van de natuurkunde hebben meegemaakt

(depers.nl)

Ik vind het wel een melodramatisch stukje, eigenlijk, vooral als "Het einde van de natuurkunde" erbij wordt gesleept.

Ook dat het standaardmodel de prullenbak in kan als er geen Higgsdeeltje wordt gevonden is wat overdreven; er zijn verscheidene alternatieven voor spontane symmetriebreking (oftewel het "Higgsmechanisme") ontwikkeld.

Gezien de grote voorspellende kracht van het standaardmodel zou het ook nogal bizar zijn om het "de prullenbak in te gooien". Dat doe je niet zomaar met een theorie die zoveel dingen zowel kwalitatief als kwantitatief (12 decimalen achter de komma oid) kan voorspellen.

Typisch sensatiestukje, als je het mij vraagt

niets mis met een beetje sensatie.

Het moet tenslotte wel leuk blijven.

quote:

Op vrijdag 26 november 2010 12:45 schreef semexo het volgende:
Lijkt me zinloos wat ze doen, want imo is er geen kleinste deeltje gezien alles in feite slechts trilling is.

We hebben een Nobelprijswinnaar !!!!!!!!

quote:

Op maandag 3 januari 2011 09:17 schreef Haushofer het volgende:
Ik vind het wel een melodramatisch stukje, eigenlijk, vooral als "Het einde van de natuurkunde" erbij wordt gesleept.

Ook dat het standaardmodel de prullenbak in kan als er geen Higgsdeeltje wordt gevonden is wat overdreven; er zijn verscheidene alternatieven voor spontane symmetriebreking (oftewel het "Higgsmechanisme") ontwikkeld.

Gezien de grote voorspellende kracht van het standaardmodel zou het ook nogal bizar zijn om het "de prullenbak in te gooien". Dat doe je niet zomaar met een theorie die zoveel dingen zowel kwalitatief als kwantitatief (12 decimalen achter de komma oid) kan voorspellen.

Typisch sensatiestukje, als je het mij vraagt

Iets in de prullenbak laten verdwijnen zullen ze niet meer zo snel doen na de Cosmological Constant.

14-01-2011

LHC maakt geen zwarte gaten

Tegenslag voor snaartheoreten

Volgens sommige natuurkundigen zouden de hoogenergetische botsingen in deeltjesversneller LHC piepkleine zwarte gaten kunnen produceren. Inmiddels zijn die botsingen volop bezig, maar van zwarte gaatjes ontbreekt ieder spoor. Het betekent alweer een inperking van de snaartheorie.


Afbeelding: © CERN/LHC

Voor snaartheoreten is de Large Hadron Collider (LHC) in Genève het ultieme laboratorium. Hun theorieën gaan over de allerkleinste deeltjes in de meest extreem denkbare omstandigheden. Een goede test van de snaartheorie ligt niet voor het oprapen. Lange tijd leek het er zelfs op dat de theorie zo wiskundig en abstract was dat er nooit bewijsmateriaal voor zou kunnen worden verzameld. Maar in de ontdekkingsmachine LHC heersen omstandigheden waaronder in ieder geval een deel van de theorie echt te testen is.

Eén van de spannendste voorspellingen uit de snaartheorie is het ontstaan van piepkleine zwarte gaatjes bij hoogenergetische botsingen van deeltjes. Die zwarte gaatjes zouden bewijsmateriaal zijn voor het bestaan van meerdere dimensies, iets dat in alle versies van de snaartheorie nodig is. Wetenschappers hebben daarom heel precies uitgerekend wat de meetapparatuur rondom de LHC waar zou nemen als er zulke zwarte gaatjes ontstaan. Sinds de botsingen in de deeltjesversneller begonnen zijn, speuren onderzoekers naar die ‘handtekening’.


Afbeelding: © Creative Commons

Geen stofzuigers
In tegenstelling tot het populaire beeld zijn zwarte gaten geen kosmische stofzuigers. Materie buiten de grens (de horizon) van het zwarte gat, heeft niets te vrezen van de aantrekkende kracht.

De piepkleine gaatjes die in de LHC zouden kunnen ontstaan zouden vele malen kleiner zijn dan één enkel atoom. De levensduur van een zwart gat hangt af van zijn afmetingen: hoe kleiner het zwarte gat, hoe sneller het verdampt. De levensduur van zwarte gaatjes in de LHC zou zo’n kleine fractie van een seconde zijn dat de kans dat het gat in die tijd iets tegenkomt om op te slokken nihil is. Uitgebreidere informatie over het ‘gevaar’ van zwarte gaatjes vindt u in dit artikel.

Tot nu toe zijn er in de LHC geen zwarte gaatjes ontdekt. De hoeveelheid meetresultaten die daarvoor is doorgespit is ondertussen zelfs zo groot dat de onderzoekers bij de CMS-detector in de LHC vast kunnen stellen dat ze er echt niet zijn. De botsingsenergie van de deeltjes ligt op dit moment tussen de 3,5 en 4,5 TeV. Als de LHC op volle kracht draait wordt dat 7 TeV. Het zou kunnen dat de zwarte gaatjes dan alsnog opduiken, maar voor een aantal versies van de snaartheorie is dat niet goed genoeg. Als de extra dimensies die de theorie nodig heeft echt bestaan blijken ze in ieder geval lastiger te detecteren dan sommige wetenschappers hadden verwacht.


Zo ziet een ‘gewone’ botsing in de CMS-detector eruit. Als er piepkleine zwarte gaatjes gevormd zouden worden bij botsingen zou deze ‘handtekening’ er heel anders uitzien. Afbeelding: © CERN/CMS

.Hoewel het ontbreken van zwarte gaatjes in de LHC de snaartheorie niet bepaald helpt, is het ook geen doodssteek voor de theorie. Er bestaan immers talloze versies van de snaartheorie, elk met hun eigen voorspellingen. De meetresultaten uit Genève perken die versies in. Voor snaartheoreten wordt steeds duidelijker wat er binnen hun onderzoeksveld wel en niet mogelijk is. Het is alleen voor de snaartheoreten te hopen dat dit soort negatieve resultaten zich niet net zo lang blijven ophopen tot er geen enkele versie meer is die in de praktijk kan werken.

(Kennislink)

quote:

Op zaterdag 15 januari 2011 09:05 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
Het is alleen voor de snaartheoreten te hopen dat dit soort negatieve resultaten zich niet net zo lang blijven ophopen tot er geen enkele versie meer is die in de praktijk kan werken.

(Kennislink)

Net zo lang totdat alle 10¹⁵⁰⁰ verschillende theorieën uitgesloten zijn

Ik zou zelf eigenlijk niet weten in hoeverre snaartheorie nou die zwarte gaatjes voorspeld; als ik hierover wat vind zal ik het posten

Even een reactie van buiten hoor, ben geen natuurkundige.

Maar men wil steeds dichter naar de snelheid van het licht, maar de echte lichtsnelheid is (naar ik heb vernomen) uitgesloten. Wat is de toegevoegde waarde dan van die extra snelheid en is het onderzoek niet compleet nutteloos zonder de ware snelheid van het licht?

quote:

Op zaterdag 15 januari 2011 11:48 schreef b4kl4p het volgende:
Even een reactie van buiten hoor, ben geen natuurkundige.

Maar men wil steeds dichter naar de snelheid van het licht, maar de echte lichtsnelheid is (naar ik heb vernomen) uitgesloten. Wat is de toegevoegde waarde dan van die extra snelheid en is het onderzoek niet compleet nutteloos zonder de ware snelheid van het licht?

Nee, want je verkrijgt wel steeds meer informatie door die snelheden op te voeren. Maar het gaat inderdaad steeds moeizamer; een deeltje versnellen van 0,9990c naar 0,9991c kost veel meer energie dan een deeltje versnellen van 0,90c naar 0,91c

Je moet je voorstellen dat je twee auto's hebt, en je wilt die auto's analyseren door ze op elkaar te laten botsen. Hoe harder je dat doet, des te kleiner de brokstukken worden die bij de botsing vrijkomen, en des te nauwkeuriger kun je met een boel gepuzzel die auto's reconstrueren.

Dat er dan een maximum snelheid is, doet weinig af aan het feit dat hoe dichter je bij die maximum snelheid komt, des te heftiger de botsing wordt.

quote:

Op zaterdag 15 januari 2011 11:45 schreef Haushofer het volgende:

[..]

Net zo lang totdat alle 10¹⁵⁰⁰ verschillende theorieën uitgesloten zijn

En ook nog eens voor 2012, ambitieus hoor.

quote:

Op zaterdag 15 januari 2011 11:48 schreef b4kl4p het volgende:
Even een reactie van buiten hoor, ben geen natuurkundige.

Maar men wil steeds dichter naar de snelheid van het licht, maar de echte lichtsnelheid is (naar ik heb vernomen) uitgesloten. Wat is de toegevoegde waarde dan van die extra snelheid en is het onderzoek niet compleet nutteloos zonder de ware snelheid van het licht?

het gaat niet om de snelheid van het licht, maar om de energie die de deeltjes hebben op het moment dat ze botsen. simpel gezegd, men wilt exotische deeltjes creëren, en het kost erg veel energie om zo'n deeltje te maken. hoe harder je twee protonen tegen elkaar botst, hoe meer energie er bij die botsing vrij komt en hoe meer kans je hebt dat er een exotisch deeltje wordt gemaakt.

dat we er ondertussen zoveel energie in stoppen dat die deeltjes op 99.99% van de lichtsnelheid zitten(of iets in die richting), heeft dus weinig met de lichtsnelheid te maken, maar meer met de hoeveelheid energie die we nodig hebben.

Die was ik toevallig net aan het kijken

31-01-2011

Deeltjesversneller LHC blijft 'open' tot eind 2012



De Large Hadron Collider, de grote nieuwe deeltjesversneller van het Europese kernfysisch onderzoekslaboratorium CERN in Genève, zal operationeel blijven tot eind 2012. Wel is er eind 2011 een relatief korte stop voor technisch onderhoud.

De beslissing, die vandaag door CERN bekend werd gemaakt, verhoogt de kans aanzienlijk dat de LHC er inderdaad in zal slagen het langgezochte Higgs-deeltje te vinden. Het bestaan van dat deeltje, dat verantwoordelijk zou zijn voor het geven van specifieke massa's aan alle andere elementaire deeltjes, wordt voorspeld door het succesvolle standaardmodel van de deeltjesfysica.

Enkele weken geleden bleek al dat CERN in de Higgs-jacht weinig concurrentie meer te duchten had van de grote Amerikaanse rivaal, het Tevatron van het Amerikaanse versnellerinstuut Fermilab in Illionois: de levensduur van het Tevatron zal niet verlengd worden; de versneller sluit komend najaar.

© Govert Schilling

(allesoversterrenkunde)

04-03-2011

Supersymmetrie in het nauw

LHC ziet voorspelde deeltjes nog niet

Het ziet er zo mooi uit: voor ieder elementair deeltje een partner. Het is ook nodig om het Standaardmodel te kunnen handhaven. Maar supersymmetrie, zoals dit principe heet, ligt onder vuur. Niet alleen blijkt dat de symmetrie gebroken moet zijn, maar zelfs de zware supersymmetrische partners die het model dan nodig heeft komen niet opduiken in het lab. Loont het om verder te zoeken, of is het tijd voor een nieuw idee?

De natuur houdt van symmetrie. Newton leerde ons dat iedere actie een gelijke en tegengestelde reactie opwekt. Het kosmologisch principe vertelt ons dat het heelal, op voldoende grote schaal, homogeen en isotroop is. Ons schoonheidsideaal is zelfs op symmetrie gebaseerd: hoe perfecter de spiegelsymmetrie van een gezicht, hoe mooier we het vinden. Ook in de deeltjesfysica zoeken natuurkundigen naar symmetrie, maar daar stuiten ze op onverwacht grote problemen. Het mooie Standaardmodel (zie kader) wankelt op zijn sokkel nu de onderliggende symmetrie maar niet gevonden wordt.

Op het eerste gezicht lijkt er niets mis met het Standaardmodel. Er zijn zes quarks, zes leptonen en vier krachtdeeltjes, en met die ingrediënten is alle materie om ons heen te beschrijven. Maar een tweede blik op het model roept een vraag op: waarom hebben al die deeltjes zulke verschillende massa’s? Theoretisch natuurkundigen bedachten een oplossing, die ze het Higgsmechanisme noemden. Er is een achterliggend veld, het Higgsveld, dat alle deeltjes voelen. Sommige deeltjes hebben een sterke wisselwerking met dat veld, waardoor ze erg zwaar zijn. Andere deeltjes merken er weinig van en hebben bijna geen massa. Bij het Higgsveld hoort ook een deeltje, het Higgsboson. En daar wordt het lastig.



Het Standaardmodel

Het standaardmodel van de deeltjesfysica is een theorie die alle krachten en deeltjes beschrijft waar materie van gemaakt is. In het standaardmodel komen drie verschillende soorten deeltjes voor: quarks (paars), leptonen (groen) en bosonen of krachtdeeltjes (blauw).

Het standaardmodel stamt uit 1967 en voorspelde het bestaan van enkele bosonen en quarks. Die werden later pas experimenteel aangetoond. Maar om het model compleet te maken, moet eerst nog het Higgsboson (niet afgebeeld) worden gevonden. Afbeelding: © Fermilab

.Vervelende massa

Als het Higgsmechanisme inderdaad de massa van deeltjes verklaart, moet het Higgsboson te vinden zijn. Dat is blijkbaar niet makkelijk, anders waren we het al tegengekomen. De grote vraag is wat het Higgsboson weegt. Als we dat weten, kunnen we preciezer gaan zoeken naar het deeltje en onze meetapparatuur erop scherp stellen. Maar juist de massa van het Higgsboson levert problemen op. Natuurkundigen hebben weliswaar een mogelijke massa uitgerekend, maar die is vervelend. Als het deeltje namelijk ietsje lichter of zwaarder is, klopt meteen het hele model niet meer. Dat heet een instabiel evenwicht, en daar hebben natuurkundigen een broertje dood aan. Het zou namelijk betekenen dat een iets afwijkende waarde van de natuurconstanten een heel ander heelal zou hebben opgeleverd dan datgene waar we nu in wonen.

Je zou nu kunnen besluiten om het Higgsmechanisme af te schrijven als verklaring voor de massa van deeltjes, maar op die vervelende massa na werkt het wel erg goed. Zo voorspelde het Higgsmechanisme de eigenschappen van W- en Z-bosonen correct en beschrijft het prima hoe de quarks en leptonen uit het Standaardmodel met elkaar wisselwerken. De massa van het Higgsboson mag dan wel een struikelblok zijn, maar daar zijn oplossingen voor te vinden. De beroemdste oplossing is er één die momenteel getest wordt in de grootste deeltjesversneller ter wereld. De Large Hadron Collider speurt naar sporen van supersymmetrie (SuSy).


ATLAS is één van de detectoren die sporen van deeltjes meten in de LHC. In ATLAS wordt onder andere gezocht naar het Higgs-boson en naar sporen van supersymmetrische partnerdeeltjes. Afbeelding: © CERN

.Supersymmetrische onderlaag

Alsof de symmetrie binnen het Standaardmodel nog niet genoeg is, hebben onderzoekers ook supersymmetrie bedacht. Ze hebben een schematische laag onder het Standaardmodel gelegd, waardoor ieder deeltje uit het model een supersymmetrische partner krijgt. Dat deeltje is precies hetzelfde als zijn broertje uit het Standaardmodel, op één detail na: zijn spin is anders. Je kan de spin van een deeltje zien als een draai-impuls: als het deeltje een tolletje is, geeft de spin aan welke kant hij op draait en hoe snel. Dat beeld klopt niet helemaal omdat elementaire deeltjes geen voor- en achterkant hebben en dus ook geen echte draairichting, maar het blijkt een hele belangrijke eigenschap van zo’n deeltje.

Gedrag onbekend
Wetenschappers verschillen van mening over hoe de SuSy-deeltjes zich precies gedragen. Er bestaan dan ook een flink aantal modellen voor supersymmetrie. Het meest populaire daarvan houdt onder andere in dat SuSy-deeltjes altijd in paren ontstaan, en dat het lichtste SuSy-deeltje stabiel is. Die populaire variant van SuSy wordt momenteel getest in de LHC.
Spin komt alleen voor in hele en halve hoeveelheden. Een deeltje met een heeltallige spin (0, 1 of -1 bijvoorbeeld) noemen we een boson, een deeltje met een halftallige spin (1/2, -1,2, 3/2 enzovoort) noemen we een fermion.

De supersymmetrische partnerdeeltjes (kortweg ‘SuSy-deeltjes’) van het Standaardmodel hebben een spin die precies 1/2 verschilt van die van het bekende deeltje. Een boson heeft dus een fermion-partner, en andersom. Door het bestaan van de SuSy-deeltjes heeft het Higgs-boson wat ademruimte: het hoeft niet meer zo’n heel precieze massa te hebben, maar er is een groot gebied waarin naar het boson gezocht mag worden.

Supersymmetrie kent echter één duidelijk probleem. Als het verschil tussen de Standaarddeeltjes en hun SuSy-partner echt alleen de spin is, waarom hebben we ze dan niet allang gevonden? De algemeen aanvaarde oplossing is dat de symmetrie gebroken is: de partnerdeeltjes zijn veel zwaarder dan de gewone deeltjes en wisselwerken bijna nooit met de wereld om ons heen. Met die aanpassing is supersymmetrie een goed werkende aanvulling op het Standaardmodel, waarmee niet alleen het bestaan van de verschillende deeltjes, maar ook hun massa netjes verklaard kan worden.


Een andere in de LHC detector is LHCb, die met name gebouwd is om uit te zoeken waarom er in ons heelal zo weinig antimaterie is. Ook bij LHCb wordt naar SuSy-deeltjes gezocht. Afbeelding: © CERN

.In het nauw

Maar de laatste tijd ligt SuSy onder vuur. In het Zwitserse Genève botsen in de Large Hadron Collider sinds 2009 protonen op elkaar met energieën die zo hoog zijn dat de supersymmetrische deeltjes zo nu en dan op zouden moeten duiken in de meetapparatuur. Onderzoekers speuren heel gericht naar de sporen van SuSy-deeltjes, maar ze komen niet tevoorschijn. Hun massa staat in theorie nog niet vast, maar de ondergrens wordt door de experimenten steeds verder omhoog bijgesteld.

Daardoor lopen de onderzoekers tegen eenzelfde soort probleem aan als eerder bij de zoektocht naar de massa van het Higgsboson. Supersymmetrie kan nog steeds het Standaardmodel verklaren, maar daarvoor moeten de SuSy-deeltjes een steeds nauwkeuriger vastgepinde massa hebben. Als die massa een klein beetje anders zou zijn, zou de theorie in duigen vallen. Alweer een instabiel evenwicht dus – en was dat niet juist de aanleiding om supersymmetrie te introduceren?

Deeltjesfysicus Wouter Hulsbergen is op zoek naar sporen van supersymmetrie, en hij heeft het model nog lang niet afgeschreven. “Ik lig er nog niet wakker van dat we met de eerste data niet meteen supersymmetrische deeltjes hebben gezien. SuSy staat voor een grote verzameling aan modellen. De LHC kan sommige van die modellen nu min of meer uitsluiten. Echter, dat laat nog ruimte genoeg over voor andere SuSy-varianten.” Zo kunnen de deeltjes bij een hogere botsingsenergie alsnog gevonden worden. Misschien klopt het simpelste model gewoonweg niet, en heeft SuSy een andere vorm met zulke zware deeltjes dat zelfs de LHC ze niet kan zien. “Met andere modellen wordt SuSy veel moeilijker waar te nemen. De huidige metingen zeggen dan ineens erg weinig,” aldus Hulsbergen.

Maar wat gebeurt er als de theorie zo ver in een hoekje wordt gedreven dat we vast kunnen stellen dat de SuSy-partners niet bestaan? Voor veel natuurkundigen zou het ontbreken van die deeltjes een klap voor hun carrière betekenen. Ze zullen moeten accepteren dat ze tientallen jaren van hun leven hebben besteed aan een theorie die niet klopt. Toch is het voor de meeste onderzoekers niet echt iets om zich zorgen over te maken. De grootste ontdekkingen in de natuurkunde zijn immers gedaan door oude modellen naar de prullenbak te verwijzen en door nieuwe te vervangen. Als SuSy niet klopt wordt het tijd voor Standaardmodel 2.0.


Onderzoekers hebben uitgerekend hoe de botsingspatronen in de LHC eruit zien als er SuSy-deeltjes bij gevormd zijn. Naar die patronen zijn ze nu op zoek. Afbeelding: © CERN

.Technicolor en andere oplossingen

Een paar pasklare oplossingen liggen al klaar. Er bestaan bijvoorbeeld varianten van het Higgsmechanisme waarvoor het Higgsboson niet nodig is. Dat neemt het probleem in één keer weg, maar die beschrijving van het Higgsmechanisme is veel ingewikkelder dan degene waarin wél een Higgsboson voorkomt. Zo zijn er bijvoorbeeld nieuwe wisselwerkingen tussen deeltjes nodig die nog nooit in een experiment zijn waargenomen. Ook zijn er in de meeste van die modellen weer andere deeltjes nodig, die óók in de LHC tevoorschijn zouden moeten komen. Een voorbeeld van een model zonder Higgsboson is Technicolor.

De komende twee jaar worden hoe dan ook spannend voor de deeltjesfysica. De LHC zal botsingen met hogere energie gaan produceren. Zowel supersymmetrie als het Higgsmechanisme moeten bij die energie zichtbaar worden. Hulsbergen: “Als dat niet gebeurt, dan is wellicht de enige conclusie dat we in een ‘highly finetuned’ universum leven: als de natuurconstanten ook maar een miniem klein beetje anders waren, dan werkte het Higgsmechanisme niet, of in elk geval niet bij deze energieschaal. Dan zag het heelal er totaal anders uit.” Het ontbreken van supersymmetrie zou dus geen ramp zijn, maar een herinnering dat de natuur zich niet zo eenvoudig in een paar vergelijkingen laat vatten.



SuSy en donkere materie

Met het bestaan van de simpelste versie van supersymmetrie zou niet alleen het Higgsmechanisme verklaard zijn, maar ook een ander groot probleem opgelost kunnen worden. Zwaartekrachtmetingen laten zien dat een groot deel van het heelal vol zit met een goedje dat we niet kunnen waarnemen, beter bekend als donkere materie. Die materie zou uit SuSy-deeltjes kunnen bestaan. Ze zijn namelijk zwaar en lastig te detecteren, precies wat we nodig hebben om het donkere materie-probleem aan te pakken.

Als de supersymmetrische partnerdeeltjes niet blijken te bestaan, moeten we ook op zoek naar een nieuwe verklaring voor donkere materie. Het zou niet alleen ons begrip van de allerkleinste deeltjes op de proef stellen, maar ook dat van de onopgeloste raadsels in het heelal.

(Kennislink)

Vanwaar een fisheye lens afbeelding Ziet er zo dom uit!

16-03-2011

'Tijdreizen is mogelijk'

Kleine quantumdeeltjes zouden naar het verleden of de toekomst gestuurd kunnen worden volgens twee natuurkundigen van de Vanderbiltuniversiteit.



Dat schrijft technologiewebsite Tweakers woensdag.

Volgens de wetenschappers zou de LHC-deeltjesversneller van het Cern in Geneve het kunstje kunnen klaarspelen.

Tom Weiler en Chui Man Ho zeggen er wel bij dat de tijdreistheorie vergezocht is, maar volgens hen overtreedt hij geen natuurwetten.

De twee denken dat twee nog onontdekte Higgsdeeltjes via een vijfde dimensie in de tijd kunnen reizen.
Fysici proberen deze Higgsdeeltjes te ontdekken door hogesnelheidsbotsingen die ze opwekken in de LHC. Ze hopen dat in de brokstukken een Higgsboson ontstaat.

Deze vijfde dimensie is onderdeel van de snaartheorie die zegt dat er in totaal elf 'opgerolde' dimensies moeten zijn die we niet direct kunnen waarnemen.

Als in de LHC een Higgsdeeltje wordt waargenomen voordat de wetenschappers deeltjes tegen elkaar hebben laten botsen dan toont dat aan dat de Higgsdeeltjes door de tijd zijng gereisd.

De onderzoekers denken dat de theorie het mogelijk kan maken om informatie in de tijd te versturen.

(depers.nl)

Met mijn leken inzicht vraag ik me af waarom ze verwachten dat effecten van experimenten van morgen op dezelfde plaats zouden verschijnen, zou dat dan niet tienduizenden kilometers verderop moeten gebeuren aangezien de aarde nu eenmaal door de ruimte beweegt.

Wat verder niet te meten valt ofzo en verder ook weinig bijdraagt aan het topic maar het lijkt me zo onwaarschijnlijk dat die deeltjes op exact dezelfde plaats zouden verschijnen, indien tijdreizen zoals ze het beschrijven mogelijk zou zijn. Toch erg leuke wetenschap om te lezen!

Vandaag A Zeptospace Odyssey gekocht, ben erg benieuwd. Ben niet zo thuis in die fenomenologie, en dit wordt toch één van de grote pijlers in de fundamentele natuurkunde de komende jaren

quote:

Op zaterdag 2 april 2011 18:02 schreef Haushofer het volgende:
Vandaag A Zeptospace Odyssey gekocht, ben erg benieuwd. Ben niet zo thuis in die fenomenologie, en dit wordt toch één van de grote pijlers in de fundamentele natuurkunde de komende jaren

Boek bijna uit, maar het is een absolute aanrader. Niet alleen wordt de technologie van de LHC erg helder uiteen gezet, maar ook de theorie van het standaardmodel waar de LHC uitspraken over moet gaan doen. Een beetje voorkennis is misschien wel handig, maar als je al wat kennis van het standaardmodel hebt (niet strikt nodig!) is dit echt een ontzettend leuk boek om te lezen

quote:

Op maandag 18 april 2011 09:18 schreef Haushofer het volgende:

[..]

Boek bijna uit, maar het is een absolute aanrader. Niet alleen wordt de technologie van de LHC erg helder uiteen gezet, maar ook de theorie van het standaardmodel waar de LHC uitspraken over moet gaan doen. Een beetje voorkennis is misschien wel handig, maar als je al wat kennis van het standaardmodel hebt (niet strikt nodig!) is dit echt een ontzettend leuk boek om te lezen

I'll echo that!

Zeer helder geschreven boek met slimme, simpel te begrijpen analogieën om het gebruik van complexe wiskunde te vermijden. Een prachtig voorbeeld vond ik zijn metafoor over de werking van een "gauge field" dat hij beschrijft als een veld wispelturige zonnebloemen, die lokaal allemaal in een verschillende richting willen kijken, maar toch weer via centraal gestuurde roterende potten, de lokale symmetrie "ze kijken allemaal in dezelfde richting" kan doen behouden. Dus je kunt een globale symmetrie op deze wijze promoveren tot een lokale ("gauge") symmetrie, zonder daarbij de 'keuzevrijheden' of eigenschappen van de zonnebloem an sich aan te tasten.

Ook zijn beschrijving van de LHC machine is indrukwekkend om te lezen en 'putting a man on the moon was easy' is een understatement als je leest aan welke absurde specificaties deze machine moet voldoen. Dit is 'by far' de meest ingewikkeld machine die ooit door een mens gebouwd is.

Ben nu begonnen aan "THE LIGHTNESS OF BEING, Mass, Ether, and the Unification of Forces" van Nobelprijswinnaar Frank Wilczek. Vind zijn taalgebruik wel wat lastiger om te volgen (hij maakt vrij grote sprongen en gebruikt minder verklarende metaforen).

Wat betekent die term 'fenomenologie' eigenlijk, Haushofer? Heb het gegoogled maar verder dan "...is the part of theoretical particle physics that deals with the application of theory to high energy particle physics experiments." kwam ik niet. Is dit niet gewoon hetzelfde als 'toegepaste hoge energiefysica' ?

Ja, het is 1 van de weinige boeken waar de analogieën gewoon goed en helder zijn. Gubsers "little book on string theory" vond ik bijvoorbeeld veel minder geslaagd qua analogieën (en in z'n geheel, eigenlijk).

Fenomenologie slaat op resultaten uit experimenten.Je kunt SUSY bijvoorbeeld heel theoretisch aanpakken (pak een willekeurige SUSY algebra, pas allemaal tierelantijnen toe etc.) zonder je echt druk te maken om experiment en "de echte wereld". Fenomenologisch ben je veel meer geïnteresseerd in N=1 SUSY, omdat dat chirale theorieën oplevert en de natuur chiraal lijkt te zijn. N>2 SUSY is vanuit theoretisch oogpunt ook heel interessant, maar het zal waarschijnlijk niet direct corresponderen met de wereld om ons heen Zo vindt men N=4 Super Yang Mills erg interessant omdat het de meest supersymmetrische quantumveldentheorie is die je kunt opschrijven, en N=8 supergravitatie bevat zoveel symmetrie dat het volgens sommigen zelfs wellicht renormalizeerbaar is (hoewel die hoop steeds meer tanende is). Dat is vanuit rekenkundig oogpunt natuurlijk erg interessant, ook al wordt "onze wereld" niet met N=8 SUSY beschreven.

"Fenomenologische snaartheorie" slaat bijvoorbeeld op snaarmodellen die het standaarmodel proberen te reconstrueren. Je probeert dan in dat enorme raamwerk genaamd "snaartheorie" contact te maken met datgene wat we ook daadwerkelijk meten.

26-04-2011

Geruchten over vondst Higgs-deeltje

AMSTERDAM – Bij een experiment in de Large Hadron Collider, de grootste deeltjesversneller ter wereld, is mogelijk een glimp van het lang gezochte Higgs-deeltje opgevangen. Dat zou blijken uit een uitgelekt rapport.


© ANP

De geruchten over de signalen van het Higgs-deeltje zijn op gang gekomen na de gedeeltelijke publicatie van een interne memo van wetenschappers van de Europese organisatie voor kernonderzoek CERN.

Volgens het rapport zouden er tijdens het zogenaamde ATLAS-experiment in de deeltjesversneller Large Hadron Collider (LHC) tekenen zijn opgevangen die erop wijzen dat het Higgs-deeltje uiteen valt in twee deeltjes die bekend staan als fotonen.

Nieuwe deeltjes

Het rapport is gepubliceerd op het weblog van de Amerikaanse wiskundige Peter Woit, zo meldt Nature.com.

“De huidige resultaten zijn de eerste definitieve observaties van natuurkundige verschijnselen die verder reiken dan het Standaardmodel”, schrijven de wetenschappers in de memo. “Nieuwe natuurkundige vondsten, waaronder nieuwe deeltjes, kunnen mogelijk in de nabije toekomst worden gevonden.”

Standaardmodel

De zoektocht naar het zogenaamde Higgs-boson is één van de belangrijkste onderdelen van de experimenten met de deeltjesversneller LHC.

Het Higgs-deeltje is nog nooit waargenomen, maar moet volgens het Standaardmodel van de deeltjesfysica bestaan, anders kan de massa van elementaire deeltjes niet worden verklaard.

Niet officieel

Het signaal waarover wordt bericht in de uitgelekte memo is echter nog niet officieel bevestigd. Volgens wetenschappers van CERN is de kans aanzienlijk dat het gaat om een vals alarm.

“Het is nog veel te vroeg om te zeggen wat dit betekent”, aldus CERN-woordvoerder James Gillies. “Het merendeel van dit soort memo’s wordt onderuit gehaald, voordat ze worden gepubliceerd.”

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

quote:

Op vrijdag 21 mei 2010 08:43 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
23-04-2010

LHC stap dichter bij antimaterie

Onderzoekers ontdekken een 'bottom quark'

Wetenschappers van het CERN hebben voor het eerst een elementair deeltje in de zoektocht naar antimaterie kunnen waarnemen. In de grote deeltjesversneller (LHC) slaagden ze erin een ‘bottom’ of ook wel ‘beauty quark’ te registreren.

Sinds de start van de LHC-experimenten hielden de wetenschappers een lijstje bij van elementaire deeltjes die ze hoopten te ontdekken. Nu ze eindelijk fysiek bewijs hebben gevonden van de zogenaamde bottom quark, kan er voor het eerst een naam van die lijst geschrapt worden.

Antimaterie
Quarks vormen de bouwstenen voor hadronen. Dat zijn elementaire deeltjes waarvan de meest bekende en stabiele varianten protonen en neutronen zijn. Samen vormen de zes typen quarks (up, down, charm, strange, top en bottom) een fundamenteel onderdeel van materie.

Het ontdekken van zulke elementaire deeltjes is een belangrijke stap in het onderzoek naar antimaterie. Dat is kort gesteld het tegenovergestelde van alles wat wij in ons universum als reëel ervaren.

Voor een positief geladen proton zou bijvoorbeeld een negatief geladen antiproton moeten bestaan. Komen de twee in contact, dan worden ze volledig vernietigd en vormt hun energie een andere (anti)materie.

Niet op Aarde
Op Aarde komt antimaterie van nature niet voor. Dat komt omdat het meteen in contact zou komen met zijn materievariant en zo vernietigd zou worden. Er wordt vaak gespeculeerd dat er ergens een soort anti-heelal bestaat dat het tegenovergestelde van ons, op materie gebaseerde, universum vormt.

Met de LHC-experimenten proberen wetenschappers nu te achterhalen waar al die ontbrekende antimaterie naartoe is gegaan.

(zdnet.be)

Antimaterie is al kunstmatig gemaakt. De algemeen aangenomen theorie gaat dat er na de oerknal voor elke miljard deeltjes antimaterie een miljard en één deeltjes materie zouden zijn geweest. en na 3 seconden was alle antimaterie vernietigd, en bleef er alleen nog materie over. Maar zelf in onze zon word elke seconde waarschijnlijk 14 ton antimaterie aangemaakt.

Alle landen hebben in 2009 ook een verdrag ondertekend waarin staat dat ze geen antimateriebommen zullen maken, hoewel de technologie wel toereikend is.

06-06-2011

Cern houdt antiwaterstofatomen ruim kwartier vast


© afp

Een experiment in het Europees Centrum voor Deeltjesfysica heeft toegelaten voor het eerst atomen van antimaterie 16 minuten "te vangen", zo heeft het CERN in Genève zondag meegedeeld.Antimaterie vormt zowat het "spiegelbeeld" van de materie die wij kennen: voor elk deeltje bestaat er ook een antideeltje, maar met een tegengestelde elektrische lading. Het bestuderen van antimaterie is lastig, want elk atoom antimaterie annihileert bij contact met materie.

Materie en antimaterie zijn enkele ogenblikken na de Big Bang in gelijke hoeveelheden ontstaan. Maar nu bestaat er zowat enkel materie en is de vraag waar de antimaterie is gebleven.

In 1995 zijn wetenschappers van het CERN erin geslaagd de eerste atomen antiwaterstof aan te maken. Zo'n atoom bestaat uit een proton met een positieve lading en een negatief geladen elekron. Maar de eerste antiwaterstofatomen werden bijna meteen geannihileerd. De ploeg van het ALPHA-experiment maakte onlangs een vordering door gebruik te maken van magnetisme: er bleven gedurende 0,17 seconden 38 antiwaterstofatomen. Nu is de ploeg erin geslaagd dergelijke anti-atomen 1.000 seconden "vast te houden". 309 atomen bleven lang genoeg bestaan om ze te beginnen bestuderen.

De 'gevangen' atomen antimaterie kunnen misschien helpen de vraag te beantwoorden of antimaterie aan een antizwaartekracht is onderworpen. Wat weer een licht kan werpen op het enigma van de onbekende energie die de uitduijing van het heelal stuwt terwijl zwaartekracht sterrenstelsels naar mekaar toe doet drijven. En respecteert de antimaterie na een aantal transformaties dezelfde symmetrie van de fysicawetten voor de normale energie? (belga/tma)

(HLN)

En het is niet zo dat er nog een universum naast ons bestaat, dat uit anti-deeltjes bestaat?
Alleen zien wij deze universa niet, omdat het licht ons niet heeft bereikt, omdat deze simpelweg te ver bij ons vandaan zijn.

Hoezo zou het niet kunnen, dat er een universumstelsel bestaat, net als een sterrenstelsel, maar dat de sterren universa voorstellen? Tsja, alleen die zien we niet.

quote:

Op dinsdag 7 juni 2011 19:26 schreef nero7 het volgende:
En het is niet zo dat er nog een universum naast ons bestaat, dat uit anti-deeltjes bestaat?
Alleen zien wij deze universa niet, omdat het licht ons niet heeft bereikt, omdat deze simpelweg te ver bij ons vandaan zijn.

Hoezo zou het niet kunnen, dat er een universumstelsel bestaat, net als een sterrenstelsel, maar dat de sterren universa voorstellen? Tsja, alleen die zien we niet.

Ik geloof wel in die onwaarneembare structuur. Zodoende geloof ik ook dat we nooit uitgevraagd zullen zijn. De zoektocht levert echter wel juweeltjes op die ons in staat stellen verder te zoeken. Wellicht komen we er ooit achter.

Ik geloof namelijk niet dat licht het snelste in ons universum is maar daarvoor moeten we nog een tijdje door blijven zoeken.

quote:

Op dinsdag 7 juni 2011 19:49 schreef Googolplexian het volgende:

[..]

Ik geloof wel in die onwaarneembare structuur. Zodoende geloof ik ook dat we nooit uitgevraagd zullen zijn. De zoektocht levert echter wel juweeltjes op die ons in staat stellen verder te zoeken. Wellicht komen we er ooit achter.

Ik geloof namelijk niet dat licht het snelste in ons universum is maar daarvoor moeten we nog een tijdje door blijven zoeken.

Net als dat de deeltjes 2x zo zwaar worden, door de energie die ze kregen toegediend bij het versnellen, eigenlijk hetzelfde is als dat ze 2x sneller dan lichtsnelheid reisden?

Komt op hetzelfde neer. De extra massa zorgt er voor dat het minder snel afremt.
Wie zegt dat het deeltje op een zeker punt, al geen miljoen rondes heeft gemaakt, en wij er maar een half miljoen hebben waargenomen? Dan gaat de tijd inderdaad 2x zo traag voor dat deeltje. Dus wanneer hij in 1 uur, een miljoen rondes heeft gemaakt, en wij in 1 uur er een half miljoen hebben kunnen waarnemen, wil het zeggen dat hij ons 2x zo snel ziet bewegen, dus bij hem gaat de tijd 2x trager.

Of klets ik nou onzin?

28-07-2011

Was het Higgs of was het niks?

Opwinding deze week tijdens een internationale conferentie voor natuurkundigen in Grenoble: is er een glimp van het illustere Higgs-deeltje opgevangen? In metingen van de LHC-deeltjesversneller is een opvallend signaal gevonden, wat mogelijk wijst op het bestaan van het deeltje. Het moment van de waarheid nadert voor het ‘God-deeltje’.

Het Higgs-deeltje wordt wel gezien als het laatste missende puzzelstukje van het zogenoemde Standaardmodel. Dit is de beste theorie die de natuurkunde momenteel heeft om de interactie tussen piepkleine deeltjes als elektronen en quarks te beschrijven. Het Higgs-deeltje is de oplossing van natuurkundigen voor het probleem hoe alle andere deeltjes aan hun massa komen. Maar vooralsnog moet het deeltje – waarvan het bestaan al in 1964 werd voorspeld – nog steeds experimenteel aangetoond worden.


De LHC van deeltjesinstituut "CERN bestaat uit een 27 kilometer lange cirkelvormige tunnel. Deze ligt 100 meter diep onder de grond. Afbeelding: © CERN/LHC

Massa’s inperken
De plek waar dat moet gebeuren is waarschijnlijk de Large Hadron Collider (LHC) in Genève. Diens vijfentwintig jaar oude – en minder krachtige – Amerikaanse tegenhanger, de Tevatron-versneller van Fermilab in Chicago doet officieel nog mee in de race, maar zal later dit jaar sluiten.

Beide deeltjesversnellers laten protonen met bijna de lichtsnelheid op elkaar klappen. In de brokstukken van deze botsingen zoeken onderzoekers naar sporen van nieuwe deeltjes. De nieuwste resultaten van deze experimenten presenteerden onderzoekers van LHC en Tevatron deze week tijdens een conferentie in het Franse Grenoble, de zogeheten Europhysics Conference on High Energy Physics.

Het blijkt dat de zoektocht naar het Higgs-deeltje steeds gerichter wordt. De onderzoekers weten de mogelijke massa die het deeltje kan hebben meer en meer in te perken. Inmiddels denken ze met enige zekerheid te kunnen zeggen dat we voor het Higgs-deeltje niet meer hoeven te zoeken tussen 149 en 209 gigaelektronvolt (GeV), en ook niet tussen 295 en 450 GeV. Gigaelektronvolt is de eenheid waarin massa’s van kleine deeltjes wordt uitgedrukt. Ter vergelijking: een proton is ongeveer 1 GeV.


Een voorbeeld van een grafiek die uit de ATLAS-metingen rolt. De zwarte lijn is het letterlijke meetresultaat. De stippellijn is wat onderzoekers verwachten, waarbij de gekleurde banden de maximale afwijking markeren. Valt de zwarte lijn binnen de banden, dan is de verwachting correct. De lijn bij ‘1’ geeft aan waar je het Higgs-deeltje zou moeten zien. Waar de gemeten lijn hieronder komt, ga je waarschijnlijk het deeltje niet vinden. In dit plaatje is dat het geval tussen 155 en 190 GeV. Afbeelding: © ATLAS HEP 2011

.Intrigerend
Dat klinkt positief, nietwaar? Toch ging de meeste aandacht tijdens de conferentie uit naar iets anders. Onderzoekers van de ATLAS- en CMS-detectoren van de LHC-deeltjesversneller – de detectoren die speuren naar nieuwe deeltjes zoals het Higgs-deeltje – maakten melding van een opvallend signaal tussen 140 en 145 GeV. Dit zou kunnen wijzen op een nieuw deeltje. Was dit een glimp van Higgs? Het signaal ligt in ieder geval in het bereik waar je het Higgs-deeltje kunt verwachten. Onderzoekers van de Tevatron-versneller gooiden vervolgens extra olie op het vuur door te melden dat zij óók iets hadden gezien rond 140 GeV.


Het is niet de eerste keer dit jaar dat de ATLAS-detector in het nieuws is. Afbeelding: © CERN

Maar wacht even met het uithangen van de vlag. Het is tenslotte niet de eerste keer dit jaar dat onderzoekers zeggen in hun deeltjesversneller iets te hebben gezien. In april lekte een memo van ATLAS-onderzoekers uit wat suggereerde dat het Higgs-deeltje was gezien in de LHC, maar dat bleek later niet te kloppen. Dat Tevatron en LHC nu beide melding maken van een signaal op ongeveer dezelfde plek is, in de woorden van Tevatron-onderzoeker Stefan Soldner-Rembold ‘intrigerend’, maar meer is het nog even niet. Daarvoor ligt de toevalsfactor van de metingen nog te hoog.

De magische 5-sigma
In deeltjesfysica is het ultieme streven naar 5-sigma, maar wat betekent dat nu eigenlijk? Vergelijk het met het opgooien van een munt. Normaal bepaalt toeval of je kop of munt krijgt. Dus als je tien keer gooit, verwacht je vijf keer kop. Zou je nu het muntje aan de ‘kop-kant’ verzwaren – bijvoorbeeld met een stukje plakband – dan is de toevalsfactor ineens een stuk kleiner; en dat is precies wat deeltjesfysici nastreven: een meting die niet door toeval wordt veroorzaakt. In het voorbeeld van een munt opgooien betekent 3-sigma dat je acht keer achtereenvolgens kop gooit. Lukt dat je twintig keer achter elkaar, dan spreekt men van 5-sigma.

Nog niet genoeg

Om in de deeltjesfysica van een ‘nieuwe ontdekking’ te spreken moet de kans één op een miljoen zijn dat het resultaat een statistisch toevalletje is. Men spreekt dan van een zogenoemd ‘5-sigma’ resultaat.

De data van het ATLAS-team halen vooralsnog ‘2.8 sigma’: een kans van ongeveer één op duizend dat het hier om een toevalstreffer gaat. Dat is al netjes, maar dus niet genoeg om officieel te kunnen juichen. De Tevatron haalt slechts de zekerheid van 1 sigma, dat is zelfs bij lange na nog niet genoeg.

Hoewel we dus nog even een slag om de arm moeten houden, denken onderzoekers dat het moment van de waarheid nadert voor het Higgs-deeltje. De komende maanden levert de LHC een grote hoeveelheid data waaruit duidelijk moet worden of het nu gevonden resultaat wijst op een nieuw deeltje of niet. Er breken spannende tijden aan in de natuurkunde. Binnen een jaar, of misschien wel een paar maanden, moet uitsluitsel gegeven kunnen worden over het bestaan van het ‘God-deeltje’, zo is de verwachting. Wie weet hebben natuurkundigen dit jaar wel een zeer Merry Christmas.

(Kennislink)

Ik ben benieuwd, dankje voor het posten.

Zucht... Het "God-deeltje". Ze weten ook alles te kapen he die lui.

quote:

Op vrijdag 29 juli 2011 14:38 schreef Robus het volgende:
Zucht... Het "God-deeltje". Ze weten ook alles te kapen he die lui.

Zo hebben de media het genoemd hoor