19 augustus 2017

Wijst het gedrag van muonen in magnetische velden ons wellicht op Nieuwe Natuurkunde?

Volgende maand nemen natuurkundigen verbonden aan het Fermi National Laboratory in Batavia, Illinois (VS) een experiment in gebruik, waarin muonen, de zwaardere varianten van de bekende elektronen, bewegen door een sterk magnetisch veld. Het zou wel eens kunnen zijn dat datgene waar ze bij de veel grotere Large Hadron Collider (LHC) van CERN bij Genève afgelopen jaren maar niet in slagen, namelijk om met deeltjesexperimenten te laten zien dat er natuurkunde voorbij het Standaard Model is, Nieuwe Natuurkunde genaamd, dat ze daarin wel slagen bij dat veel kleinschaliger experiment in de VS. In dat experiment, dat het Muon g-2 experiment wordt genoemd en dat bestaat uit een grote ring van 14 diameter doorsnede (zie afbeelding hierboven), wordt een soort van deeltjessoep gecreëerd, waarin naast echte elementaire deeltjes ook zogeheten virtuele deeltjes ontstaan, kortlevende paren van deeltjes en hun antideeltjes, die na zeer korte tijd weer annihileren en zich omzetten in licht. Die soep is afgelopen tien jaar al vaker geproduceerd en wat daarbij opviel was dat er bij de muonen een soort van anomalie optrad. Het is die anomalie waar het Muon g-2 experiment zich mee gaat bezig houden en als de anomalie inderdaad bestaat, dan zou die wel eens kunnen wijzen op het bestaan van deeltjes die we nog helemaal niet kennen en die ook helemaal niet beschreven worden door dat eerder genoemde Standaard Model, dat de natuurkundigen beschouwen als dé beschrijving van de elementaire deeltjes en de krachten die daartussen plaatsvinden. In de afbeelding hieronder zie je hoe het experiment precies in z’n werk gaat.

De muonen zullen met bijna de lichtsnelheid ronddraaiend in het magnetisch veld vervallen in positronen, de antideeltjes van elektronen. Van belang in het experiment is het nauwkeurig bepalen van de spin van de muonen en positronen, een soort van rotatie die een soort van wiebel heeft, een ‘precessie’ die vergelijkbaar is met de wiebel van de aardas. Met het Muon g-2 experiment wil men het magnetische moment van het muon bepalen, een factor die beïnvloed kan worden door de wolk van virtuele deeltjes om de muonen heen. Vijftien jaar geleden werd dat moment ook al eens gemeten en toen kreeg men een waarde die afweek van de theoretisch voorspelde waarde. Het zou kunnen dat die anomalie, zoals de afwijkende waarde wordt genoemd, deels bepaald is door het bestaan van geheel nieuwe deeltjes, die niet door het SM model worden beschreven en die wel beschreven worden door zogeheten ‘supersymmetrische modellen’, modellen die er van uit gaan dat alle ‘gewone’ elementaire deeltjes een zware, supersymmetrische partner hebben. Bron: Nature.com.

Reacties

  1. Folkert zegt:

    geheel nieuwe deeltjes ?
    Ik zou zeggen: onbekende deeltjes

Laat wat van je horen

*