Dé donkere materie-kandidaat: het neutralino

De laatste tijd zit ik in een boek gedoken van Ian Nicolson, getiteld Dark side of the Universe. Twee redenen daarvoor: 1. Jan Brandt gaf mij dit schitterende boek te leen (waarvoor dank) en hij had het weer van Trevor Lipscombe, de hoofdredacteur van de Johns Hopkins University Press, die het boek uitgaf; 2. Ik geef begin volgend jaar weer een lezing over donkere materie. Om mij daar enigszins op voor te bereiden is zo’n boek wel handig, dus twee vliegen in één klap. Af en toe lees je in zo’n boek dingen waar je niet bij stilstond of waar je nog nooit van gehoord hebt. Bijvoorbeeld het neutralino. Weten jullie daar meer van? Ik niet in ieder geval. Tenminste, tot gisteren. Ik had er wel eens van gehoord, maar dacht altijd ‘ach, da’s één van die vele varianten van elementaire deeltjes’. Net zoiets als neutrino’s, fotino’s, W-ino’s, Z-ino’s, etc… Nee, ik verzin ze niet, die deeltjes hebben ze echt bedacht. Maar wat lees ik nou in Nicolson’s boek: dat die neutralino’s dé belangrijkste kandidaat zijn voor donkere materie, je weet wel, het mysterieuze goedje dat 23% van het heelal zou vormen ^[1]Tesamen met 4% gewone materie en 73% donkere energie.. Ik schrijf bijna wekelijks wel een keertje over donkere materie, dus het heeft m’n aandacht. En dan is zo’n neutralino al die jaren aan m’n aandacht ontsnapt. Tsss, Adrianus schaam je. 🙂 Afijn, even een korte inhaalslag. Het draait zoals gezegd allemaal om de vraag wá t donkere materie nou precies is. Zijn het misschien neutrino’s die een tikkeltje massa hebben? In dat geval praat men van hete donkere materie, omdat neutrino’s met bijna de lichtsnelheid gaan (‘heet’ dus in de zin van ‘snel’). Maar vele argumenten zijn er om hete donkere materie af te wijzen. De meerderheid der sterren- en natuurkundigen kiest tegenwoordig voor koude donkere materie, d.w.z. zware deeltjes die niet zo héél snel gaan en die héél zwakjes reageren op gewone materie. Men praat over Weakly Interacting Massive Particles, WIMP’s en daarvan is dat neutralino ^[2]Standaardsymbool voor het neutralino is , waarin i van 1 tot 4 loopt. de meest favoriete kandidaat. Neutralino’s zijn hypothetische deeltjes die bedacht zijn in het kader van de supersymmetrie. In supersymmetrie, afgekort SUSY, heeft ieder elementair deeltje een zogenaamde supersymmetrische partner (zie afbeelding hierboven). Quarks hebben s-quarks als supersymmetrische partner, fotonen hebben fotino’s, leptonen hebben s-leptonen, higgs-deeltjes hebben higgsino’s, W-bosonen hebben W-ino’s, Z-bosonen hebben Z-ino’s, enzovoorts. Nou moet ik direct al moeilijk doen, want neutralino’s zijn géén partner van een ‘gewoon’ elementair deeltje. In feite is het een mix van fotino’s, higgsino’s en Z-ino’s. Zucht, zijn jullie er nog? 😀 Afijn, met een geschatte massa van 10-10.000 GeV zijn de neutralino’s de belangrijkste kandidaat voor donkere materie. Ik kan er op deze prachtige zondagavond nog veel meer over schrijven, maar dan zijn jullie denk ik écht afgehaakt. Hou ze wel in de gaten, die neutralino’s. Ik kom er zeker op terug. Ik ga nu weer even verder met sterrenstelsels bekijken op de Galaxy Zoo. Bron: Wikipedia.