26 september 2020

Standaard Model en Relativiteitstheorie bevestigd – tsjonge wat een verrassing

Twee berichten uit de natuurkundehoek van afgelopen week: ten eerste dat het Standaard Model van de deeltjesfysica via experimenten is bevestigd en ten tweede dat Einstein’s Relativiteitstheorie hetzelfde heuglijke feit heeft mogen ondergaan. Goed nieuws natuurlijk, maar niet zo verrassend eigenlijk – het zou pas een verrassing zijn als afwijkingen zouden worden geconstateerd. Hier een korte toelichting op de twee nieuwsfeiten.

Het verval van het Bs meson

bs_muons

Credit: CERN/LHCb and CMS Collaborations

Met de twee grote LHCb- en CMS-detectoren verbonden aan ‘s werelds grootste deeltjesversneller, de Large Hadron Collider (LHC) van CERN bij Genéve, heeft men het vervalt bestudeerd van het zogenaamde Bs meson, een deeltje dat bestaat uit twee quarks, een bottom quark en vreemd antiquark (of andersom, een anti bottom en een vreemd quark). Ronald Kotulak, journalist bij de Chicago Tribune, noemde dat Bs meson ooit “bizar” en verklaarde dat het “de deur kan openen naar een nieuw tijdperk van natuurkunde” vanwege z’n bewezen interacties met de “spookachtige wereld van antimaterie”. Ze leven maar een fractie van een seconde en meestal vallen ze uiteen in D mesonen. Uit de experimenten is nu naar voren gekomen dat in hééél uitzonderlijke gevallen het Bs meson uiteen valt in een tweetal muonen – de zware varianten van de electronen – en wel in een negatief geladen muon (μ¯) en een positief geladen muon (μ+).

In drie op de miljard keren dat een Bs meson uiteen valt blijkt een μ¯μ+ paar te ontstaan, hierboven de resultaten van LHCb en CMS met de foutenmarges. En wat voorspelt het Standaard Model: in 3,52 op de miljard gevallen, de groene balk. Nou, dat zit er niet ver naast toch? Kortom, een keurige bevestiging van het Standaard Model.

Einstein’s limiet van de lichtsnelheid

Berkeley

Credit: Andreas Gerhardus

Hoeksteen van Einstein’s Speciale Relativiteitstheorie (SRT,1905) is de limiet van de lichtsnelheid c: die snelheid is niet alleen constant, het is ook de hoogst haalbare snelheid. En da’s nu – voor de zoveelste keer – bevestigd door een experiment uitgevoerd door Dmitry Budker, Nathan Leefer en Michael Hohensee (University of California, Berkeley, zie de afbeelding hieronder).Zij keken daarbij naar het verspringen van elektronen van de ene baan naar de andere in dysprosium (Dy), een element met atoomnummer 66. In theorie zou een elektron met maximaal de lichtsnelheid moeten verspringen en dat bleek in alle richtingen met een nauwkeurigheid van 17 nanometers per seconde ook te gebeuren, een meting die tien keer beter was dan eerdere metingen aan de snelheid van elektronen. Door twee isotopen van dysprosium als klok te hanteren kon het drietal ook nog eens de Algemene Relativiteitstheorie (ART, 1915) van Einstein verifiëren. De klok bleek geen verandering te ondergaan, ook al varieerde de afstand van de aarde tot de zon door z’n ietwat elliptische baan om de zon, precies wat de ART voorspelde. En da’s ook al geen verrassing. Bron: A quantum diaries survivor + Science Daily.

Comments

  1. Waarom toch zo’n negatieve aanpak? Heb al geen zin meer om verder te lezen. Beetje sneu en verrassend jammer.

  2. Gert1904 zegt

    Wat betekent het kleine groene balkje, rechts in de figuur, gemarkeerd “SM” (Standaard Model?)? Ik vind de figuur in geen van de bronartikelen terug.

  3. Gert1904 zegt

    Hm. Foutje van mij. Het kleine groene balkje hoort waarschijnlijk bij de legenda.

    Blijft de vraag naar de bron van de figuur.

  4. Ja, SM staat voor Standaard Model. Bron: Of Particular Siginificance van Matt Strassler.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: