11 februari 2012

Artikelen Reacties

Je bent hier: Home / Archief voor antimaterie

Materie-antimaterie asymmetrie wellicht veroorzaakt door rotatie Melkweg

15 juli 2011 Door 3 Reacties

Veroorzaakt de rotatie van de Melkweg de asymmetrie tussen materie en antimaterie?

In een perfect symmetrisch heelal zouden materie en antimaterie in gelijke hoeveelheden moeten voorkomen. In werkelijkheid echter zien we alleen materie om ons heen, jij en ik, de planeten, de sterren, complete sterrenstelsels, alles is opgebouwd uit loepzuivere materie. En da’s maar goed ook, want als materie en antimaterie bijeenkomen annihileren ze, vernietigen ze elkaar tot licht. Onderzoek aan verval van B-mesonen laat overduidelijk zien dat materie iets vaker ontstaat dan antimaterie, hetgeen met CP-schending noemt, de schending van de symmetrie van lading en pariteit. Maar met dat ‘ietsje vaker’ krijg je geen universum wat voor het grootste deel bestaat uit materie. Vraag is dus wat precies het grote overschot aan materie heeft veroorzaakt. De Engelse natuurkundige Mark Hadley (Universiteit van Warwick, Engeland) denkt dat de oorzaak mogelijk gelegen is in de rotatie van onze Melkweg. Door de enorme massa van de Melkweg – pakweg 200 miljard sterren plus de nodige gas- en stofnevels én de donkere materie, hetgeen trouwens ondanks z’n onzichtbaarheid ook tot de gewone materie wordt gerekend – heeft diens rotatie een grote impact op de omringende ruimte-tijd. Middels het zogenaamde Frame Dragging effect, ook wel het Lense-Thirring effect genoemd, zouden ruimte en tijd verbogen raken en dat zou een verschillend effect hebben op materie en antimaterie. In zijn artikel dat deze maand in het vakblad Europhysics Letters verschijnt beschrijft Hadley hoe de door frame dragging de CP-schending veel groter wordt en leidt tot de waargenomen asymmetrie in de hoeveelheid materie en antimaterie. Onderzoek aan het ongelijke verval van deeltjes afkomstig van sterren in de Melkweg zou volgens Hadley een signaal moeten opleveren van zijn model. :bron: Bron: Space.com.

Onderwerp: donkere materie/energie, elementaire deeltjes, favoriet, sterrenstelsels Tags: , , ,

D0 ziet duidelijke asymmetrie tussen materie en antimaterie

1 juli 2011 Door Reageer

Asymmetrie in het verval van muonen en antimuonen

Bij de Amerikaanse Tevatron deeltjesversneller van Fermilab knallen ze voortdurend protonen en antiprotonen tegen elkaar, hetgeen eerst B-mesonen en vervolgens muonen en antimuonen oplevert – een zwaar soort (anti-) electronen -allemaal vormen van materie en antimaterie. In de figuur hieronder zie je twee manieren waarop het verval van een B-meson in ‘dimuonen’ kan plaatsvinden. De natuur schijnt zo te kunnen solliciteren bij de Commissie Gelijke Behandeling, want in principe zou alles symmetrisch moeten verlopen1 en zou het resultaat van die botsingen ook weer materie en antimaterie in gelijke hoeveelheden moeten zijn, beiden 50%. Maar wat bleek vorig jaar mei:  dat in plaats van de verwachtte 50% muonen (μ) en 50% antimuonen (-μ) men 50,5% muonen en 49,5% antimuonen kreeg, 1% verschil. Dat verschil komt door de zogenaamde neutrale B-mesonen, waar je een ‘gewone’ en een ‘antigewone’ variant van hebt. In de dierenwereld heb je van die dieren die soms mannetje en soms vrouwtje zijn en da’s met die neutrale B-mesonen ook het geval: miljarden keren per seconde oscilleren ze tussen gewoon en antigewoon. Wat blijkt nu: de neutrale B-mesonen gaan liever van antigewoon naar gewoon dan andersom. Die waarnemingen werden gedaan met de D0 detector van de Tevatron en de statistische betrouwbaarheid van de waarnemingen was toen 3,2σ, d.w.z. dat er een kans van 0,07 was dat de waarnemingen onjuist waren. Nu zijn we ruim een jaar verder en deze week werd bekendgemaakt dat D0 op grond van nóg meer waarnemingen aan botsingen opnieuw de asymmetrie zag, het gele gebied in de afbeelding links. Statistische betrouwbaarheid dit keer: 3,9σ, hetgeen neerkomt op een kans van 0,005 dat ‘t onzin is. Wetenschappelijk nog geen bewijs, want daar is 5σ voor nodig – lees: minder dan 0,00005% onzekerheid – maar ze zijn op de goede weg.

Twee voorbeelden van dimuon verval

Wat ook wel handig zou zijn voor de bewijsvoering: als een andere detector het zou zien. Dat zou de CDF kunnen zijn, een andere detector die verbonden is aan de Tevatron. Maar de relatie tussen D0 en CDF is behoorlijk bekoeld, voor zover dat mogelijk is tussen apparaten, sinds D0 de waarneming van CDF van een Wjj hobbel in de prullebak deed, dus het zou best kunnen dat CDF als pesterijtje de asymmetrie in het dimuon-verval niet ziet. Als de asymmetrie wel echt is, hetgeen ook bevestigd kan worden door de Large Hadron Collider (LHC) in Europa, dan zit het Standaard Model (SM) van de natuurkunde met een probleem. In de afbeelding zie je een stip met SM erbij. Dát is de waarde die SM voorspelt. Het gele gebied ligt er volledig buiten. Ergo: er is nieuwe natuurkunde buiten SM noodzakelijk! :bron: Bron: Résonaances.

Noot:
  1. Nou ja, zo principieel symmetrisch is de natuur nou ook weer niet. Alles om ons heen is gewone materie, alle planeten en sterren bestaan uit materie. Botst dat met antimaterie dan is annihilatie – vernietiging – het gevolg. Gelukkig maar dat we dus geen antimaterie om ons heen hebben. Oorsprong van deze overduidelijke dominantie van materie boven antimaterie ligt in de oerknal, waarmee 13,7 miljard jaar geleden het heelal ontstond. [↩]
Onderwerp: elementaire deeltjes Tags: , , ,

Wat gaat die Alpha Magnetic Spectrometer precies doen?

4 april 2011 Door Reageer

Op vrijdag 29 april wordt Space Shuttle Endeavour gelanceerd voor diens allerlaatste missie, STS-134. Nou ja, zolang het allemaal goed gaat natuurlijk en er niet weer zoals met de Discovery allerlei complicaties optreden. De gehele missie van Endeavour draait om het naar het ISS vervoeren van de Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02), een kolossaal instrument van maar liefst 6731 kg dat op zoek gaat naar donkere materie én antimaterie. Over die speurtocht kan ik een heel verhaal houden, maar ik kan ook ‘t volgende filmpje laten zien, waarin alles over de AMS-02 wordt uitgelegd. Scheelt weer. :-)

Onderwerp: donkere materie/energie, elementaire deeltjes, video Tags: , , , ,

Fermi-satelliet ziet antimaterie van onweersbuien

13 januari 2011 Door 1 Reactie

Fermi zag op 14 december 2009 antimaterie van een onweersbui

Gebruikmakend van de gammasatelliet Fermi van de NASA hebben wetenschappers voor het eerst antimaterie waargenomen dat afkomstig is van aardse onweersbuien. Normaal gesproken neemt Fermi gammaflitsen waar die vanuit de verre ruimte afkomstig zijn en die veroorzaakt worden door heftige gebeurtenissen, zoals supernova-explosies of botsende zwarte gaten. Maar af en toe ziet Fermi ook heel korte gammaflitsen in de aardse atmosfeer, slechts een fractie van een seconde durend. Van dergelijke terrestrial gamma-ray flashes (TGF) heeft Fermi er al ruim 130 waargenomen. Schattingen zeggen dat dagelijks 500 van die TGF’s plaatsvinden, maar de meesten worden niet opgemerkt. Op de een of andere – nog onbekende – manier worden ze gemaakt door de onweerswolk, wellicht bij grote bliksemontladingen. In sommige gevallen detecteert Fermi niet de gammaflits zelf, maar de deeltjes die tijdens zo’n flits worden gecreëerd en dáárin blijken soms deeltjes antimaterie voor te komen. Zo’n gammaflits is niets anders dan een hoogenergetisch foton en die kan af en toe botsen met een atoomkern in de aardse dampkring. Als het foton een energie van minstens 511.000 eV bezit verandert het bij zo’n botsing spontaan in een electron en een positron, d.w.z. een electrisch geladen deeltje en z’n antideeltje. Dergelijke paren schieten vervolgens de ruimte in en omdat ze electrisch geladen zijn volgen ze de krachtlijnen van het aardmagnetisch veld. Fermi stuit vervolgens af en toe op deze deeltjesparen, waarvan volgens onderzoekers zo’n 10 tot 30% positronen zijn en de rest gewone electronen. Het komt soms voor dat Fermi twee keer een positron detecteert na éé’n TGF, zoals op 14 december 2009 gebeurde (zie afbeelding). TGF091214 werd toen geproduceerd door een onweersbui ergens boven centraal Afrika. Fermi zag het positron, welke een magnetische lijn volgde. Vervolgens werd het antimateriedeeltje ergens boven Egypte teruggekaatst en zag Fermi ‘m enkele milliseconden later voor de tweede keer. Er is een video gemaakt door de NASA, waarin je mooi uitgebeeld ziet hoe zo’n onweersbui tot een gammaflits leidt en hoe die op haar beurt weer kan leiden tot een paar van deeltje en antideeltje. Echt leuk om te zien.

:bron: Bron: NRC-Handelsblad, 13 januari 2011 en NASA.

Onderwerp: elementaire deeltjes, gammaflitsers, video Tags: , , , ,

ALPHA heeft antimaterie recordduur vastgehouden

23 november 2010 Door 1 Reactie

Hèt moment dat de 38 antiwaterstofatomen annihileren met gewone materie

De ALPHA samenwerking, een internationaal team van natuurkundigen dat werkzaam is bij CERN in Genève, is er onlangs in geslaagd om lange tijd antimaterie vast te houden in een magneetveld. Het ging om 38 antiwaterstof-atomen, allen bestaande uit een negatief geladen antiproton en een positron, da’s een positief geladen electron. Die 38 atomen werden bijna 0,2 seconden (172 milliseconden) vastgehouden in een zogenaamd Minimum Magnetic Field Trap, een flesvormig magnetisch veld gekoeld tot -264,15 °C dat tot taak heeft de anti-atomen zo lang mogelijk weg te houden van de wanden, die van gewone materie gemaakt zijn. Na die twee-tiende van een seconde raakten de 38 atomen de wand en annihileerden de materie en antimaterie, daarbij fotonen, lichtdeeltjes, producerend. Dàt moment zie je op de afbeelding hiernaast. Eh… 0,2 seconden, is dat lang? Yep, voor natuurkundigen een hééél lange tijd. Zij zijn gewend deeltjes te produceren die na biljoensten van een seconde al weer vervlogen zijn. Het bestaan van antimaterie werd voor het eerst in 1928 geopperd door Paul Dirac. Vier jaar later ontdekte Carl Anderson in kosmische straling voor het eerst een echt antideeltje, een positron, en in 1955 werd het antiproton ontdekt in Berkeley Lab’s Bevatron. 

Waar is de antimaterie in het heelal?

Verhouding materie en antimaterie tijdens de oerknal

De natuur zit vol symmetrie en volgens de oerknaltheorie zou er in principe evenveel materie als antimaterie moeten zijn gecreëerd. De grote vraag die natuurkundigen bezighoudt is waarom het heelal bijna uitsluitend uit gewone materie bestaat en waar de antimaterie is gebleven. De eerste die serieus nadacht over die vraag was Andrei Sacharov, die er in 1967 een artikel aan wijdde. Huh, Sacharov, de vader van de waterstofbom van Rusland, de voorvechter van de mensenrechten en hervormingen in de Sovjet-Unie, en de Nobelprijswinnaar voor de Vrede in 1975? Yep, die dus! Het gangbare model dat natuurkundigen tegenwoordig hanteren als verklaring voor de waargenomen asymmetrie is dat tijdens de oerknal er op iedere 10.000.000.000 anti-atomen 10.000.000.001 atomen waren, jazeker eentje meer (zie afbeelding). Die miljard atomen en anti-atomen annihileerden elkaar vervolgens, resulterend in een enorme productie van fotonen, lichtdeeltjes. Die ene resterende atoom (met al z’n collega overlevenden, want er waren uiteraard meer dan tien miljard atomen) vormde de bakermat waaruit het gehele heelal voortkwam. 8-O Yep, that’s the story. :bron: Bron: LBL.

Onderwerp: elementaire deeltjes Tags: , , ,

De AMS-02, lading van de laatste Shuttlevlucht, is er klaar voor

29 augustus 2010 Door 1 Reactie

De AMS-02 arriveert bij Kennedy Space Center

De loodzware Alpha Magnetic Spectrometer – welgeteld 6731 kg op de keukenweegschaal – is deze week aangekomen op het Kennedy Space Center (KSC) in Florida. De bedoeling is dat ‘t gevaarte volgend jaar februari met de allerlaatste Shuttlevlucht, missie STS-134 van de Endeavour, naar het ISS wordt gebracht en daar als module aan vastgemaakt wordt. Met de AMS wil men onderzoek doen aan kosmische straling, afkomstig van supernovae en de kern van ons Melkwegstelsel en daarmee wil men meer te weten komen over donkere materie en antimaterie. Niet voor niets dat men spreekt van de Antimatter Hunter. De AMS is de allereerste magnetische spectrometer die in de ruimte zal werken, met een magnetisch veld dat 4000 keer sterker is dan dat van de Aarde. 8-O Men spreekt van de AMS-02, omdat een prototype ervan in 1998 al de ruimte in is gebracht door de Discovery met STS-91. Komende weken wordt de AMS nog uitvoerig getest in de cleanrooms van KSC en daarna gaat ‘ie de laadruimte van de Endeavour in. Omdat de AMS op zoek gaat naar deeltjes van donkere materie en antimaterie zijn niet alleen sterrenkundigen verheugd op het kolossale instrument, maar ook natuurkundigen. Zij tellen allemaal af naar 26 februari 2011, voor wanneer de lancering van Endeavour’s laatste vlucht – dé allerlaatste shuttlevlucht – geboekt staat. Ik doe mee! :-) :bron: Bron: ESA.

Onderwerp: donkere materie/energie, elementaire deeltjes, ruimtevaart Tags: , , , ,

Wowie, bij het RHIC hebben ze een antihypertriton ontdekt

6 maart 2010 Door Reageer

Heet nieuws in de wereld van natuurkundigen: bij het Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) van het Brookhaven laboratory in de VS hebben natuurkundigen bij experimenten het allerzwaarste nucleaire antideeltje gevonden tot nu toe, het zogenaamde antihypertriton. Dat deeltje is opgebouwd uit een antiproton, een antineutron en een antilambda hyperon. In de deeltjesversneller van het RHIC worden goudionen met hoge snelheid tegen elkaar gekwakt en dat heeft onlangs al geleid tot de allerhoogste temperatuur in het heelal ná de oerknal, een snikhete vier biljoen graden! En nu dus zo’n antihypertriton. In dat zware antideeltje zit zoals genoemd een antilambda hyperon en die bestaat op haar beurt weer uit een op quark, een neer quark en een vreemd quark. Ja ja, quarks komen in zes smaken voor en dit zijn er drie van. Wetenschappers doen dergelijke experimenten om te kijken hoe de omstandigheden waren in de allereerste fractie van een seconde van het heelal. [Lees meer...]

Onderwerp: elementaire deeltjes Tags:

Wellicht antimaterie gevonden in bliksem

14 november 2009 Door 1 Reactie

Antimaterie in bliksem?

Antimaterie in bliksem?

Er zijn aanwijzingen dat de bliksem op aarde in staat is om af en toe ook antimaterie te produceren. Men heeft gammastraling waargenomen afkomstig van de bliksem en sommige energiewaarden kunnen alleen het resultaat zijn van het verval van positronen, het antideeltje van electronen. Positronen zijn één vorm van antimaterie. Opmerkelijk is de wijze waarop men dit ontdekt heeft. Het is niet vanaf de aarde waargenomen, maar vanuit de ruimte. De satelliet Fermi (voorheen GLAST), gemaakt om gammabronnen vanuit de ruimte te bestuderen, heeft gammastraling van 17 bliksems op aarde bekeken en in twee daarvan vond ‘ie aanwijzingen dat er positronen in het spel waren. Alle 17 bliksems waren ook gevolgd in het kader van het World Wide Lightning Location Network. De Fermi-waarnemingen van de antimaterie in bliksem werden op 5 november j.l. bekendgemaakt op een Fermi-symposium door Michael Briggs (University of Alabama, VS). Bron: Sciencenews.

Onderwerp: elementaire deeltjes, weer/klimaat Tags: ,

13 mei a.s. Angels & Demons in de bioscoop

25 april 2009 Door Reageer

Op 13 mei a.s. is het zover: dan komt Angels & Demons in de Nederlandse bioscopen. Da’s de verfilming van Dan Brown’s boek Het Bernini Mysterie. Hoofdrolspeler is Tom Hanks, net zoals in de voorganger De Da Vinci Code. In dat boek en dus ook in de film speelt de deeltjesversneller van CERN in Zwitserland een belangrijke rol, want een geheimzinnig genootschap, de Illuminatie genaamd, heeft een kwart gram antimaterie gestolen. Met die antimaterie kunnen ze een enorme kernexplosie veroorzaken en daarmee dreigen ze de verkiezing van een nieuwe paus te verstoren. Hier een korte preview:

Onderwerp: diversen, elementaire deeltjes Tags: , ,

16-09-2010: de jacht op antimaterie begint

11 februari 2009 Door Reageer

De Alpha Magnetic Spectrometer

De Alpha Magnetic Spectrometer

Op 16 september 20101 begint de buitenaardse jacht op antimaterie. De NASA heeft namelijk bekendgemaakt dat met Space Shuttlemissie STS-134, die op die datum zal worden gelanceerd, het peperdure2 laboratorium AMS (Alpha Magnetic Spectrometer) zal worden meegenomen. Die zal naar het internationale ruimtestation ISS worden vervoerd en daaraan worden gekoppeld. De AMS is gebouwd om middels studie aan de kosmische straling antimaterie in het heelal te onderzoeken, hetgeen de naam je al enigszins doet vermoeden. Belangrijkste vraag die men hiermee hoopt te beantwoorden is waarom er zo weinig antimaterie in het heelal is vergeleken met materie. De lancering van de AMS heeft nogal wat voeten in de aarde gehad. In 1998 was al eens een prototype van de AMS met een shuttle (STS-91) meegegaan. Na de ramp met het ruimteveer Columbia in 2003 besloot de NASA om een aantal shuttlevluchten te schrappen en eentje daarvan was die van de AMS. Maar met een serie speciale wetten, die door de Amerikaanse senaat en het congres in 2008 werden aangenomen en die door president Bush op 15 oktober 2008 werden ondertekend, werd een extra vlucht in de vorm van STS-134 toch mogelijk. Bron: Avionews.

Noot:
  1. Da’s nog 583 nachtjes slapen, oftewel  50.371.200 seconden, oftewel 839.520 minuten, oftewel 13.992 uurtjes. :-D [↩]
  2. Prijskaartje $ 1,5 miljard. Ding dong, kassa! [↩]
Onderwerp: elementaire deeltjes Tags:
Volgende pagina »

Switch to our mobile site