28 maart 2024

Massa proton is wetenschappelijke doorbraak 2008

Het proton

Het proton. Credit: CERN.

De massa van een proton, het deeltje dat samen met het neutron de atoomkern vormt, is 1,6722136 x10-27 kg, iets wat bij benadering al zo’n 89 jaar bekend is. Kan je toch moeilijk een wetenschappelijk doorbraak in 2008 noemen? En toch heeft de redactie van het Amerikaanse wetenschappelijke vakblad Science gemeend om de massa van het proton één van de natuurwetenschappelijke doorbraken van 2008 te noemen. Niet omdat die massa gemeten is, maar omdat ‘ie voor het eerst berekend is. Klein, maar essentieel verschil. Iets meten is een stuk gemakkelijker dat iets verklaren. Dat geldt ook voor het proton, want sinds enkele decennia weet men dat een proton is opgebouwd uit quarks en gluonen. Twee op-quarks en een neer-quark om precies te zijn, plus gluonen die de sterke kernkracht overbrengen. Je zou denken dat van die quarks en gluonen de massa te berekenen valt en dat vervolgens het omhulsel, het proton, de optelsom van de verschillende delen is. Maar de moeilijkheid is dat er naast de ‘vaste’ quarks en gluonen ook nog ontelbare ‘virtuele’ quarks en gluonen in het proton zitten. Op grond van het onzekerheidsprincipe van Werner Heisenberg,  die daarmee één van de fundamenten van de quantum-mechanica schiep, kunnen voortdurend paren van virtuele deeltjes ontstaan. Dat die virtuele deeltjes van groot belang zijn voor het proton blijkt wel uit het feit ze bijdragen aan maar liefst 95% van de massa van het proton! Slechts 5% komt van de échte quarks en gluonen binnenin het proton. Behalve de massa van het proton werden ook nauwkeurig de massa van het andere kerndeeltje, het neutron, en negen andere deeltjes bestaande uit quarks berekend. Bron: NRC-Handelsblad, 23 december 2008 + BBC Radio.

Share

Comments

  1. Vreemde toestand binnen in dat proton, het wordt er niet eenvoudiger op, eerder ingewikkelder. Misschien is er een niveau waarop de dingen het eenvoudigst zijn: het niveau van "het atoom" met zijn drie deeltjes. "There's plenty of room at the bottom", zou kunnnen betekenen dat de complexiteit naar beneden toe evenveel toeneemt als naar boven…

  2. De vraag is wat de bodem precies is. Net zoals met de dimensies: wij hebben een vierdimensionale ruimtetijd, maar 'daaronder' zitten wellicht nog gecompactificeerde dimensies. Wat is dus het gemiddelde van het universum?

Speak Your Mind

*