10 augustus 2020

De levensduur van een top quark: minder dan een biljoenste van een biljoenste van een seconde

top_quark_particle_zoo

Credit: Particle Zoo

De Amerikaanse deeltjesversneller Tevatron is al een poosje gesloten, maar het wetenschappelijk team van de CDF-detector, welke aan die deeltjesversneller verbonden is eh… was, wist er deze week nog een artikel uit te persen, waarin gemeld wordt dat de levensduur van het in 1995 ontdekte top quark – met een massa van 172,5 GeV het zwaarste elementaire deeltje dat er bestaat, hierboven de stoffen knuffelversie uit de Particle Zoo – minder is dan een biljoenste van een biljoenste van een seconde. Technisch gesproken:

1,6 x 10-25 < Δttop < 6,0 x 10-25 seconde

Nou mensen, ik kan jullie zeggen dat dat hééél kort is en dat het ook hééél knap is dat ze dat hebben weten te meten. De natuurkundige Tomasso Dorigo van het CDF-team komt met een prachtige vergelijking om te laten zien hoe kort minder dan een biljoenste van een biljoenste van een seconde wel niet is. Stel dat je in staat bent om in één seconde van hier naar het Andromedastelsel te reizen, een sterrenstelsel 2,5 miljoen lichtjaar van ons vandaan – een afstand waar het licht normaal gesproken 2,5 miljoen jaar over doet, wij doen het denkbeeldig met onze super-Warpraket in één seconde.

Andromeda_Enterprise

Credit: Star Trek.

Het top quark dat we op onze reis meenemen zou al vervallen na… 1 millimeter! 😯 In zijn blog (zie bron) legt Dorigo uit hoe ze die levensduur precies gemeten hebben en dat heeft alles te maken met het beroemde onzekerheidsprincipe van Werner Heisenberg uit de quantum mechanica:

ΔE * Δt > h/2π

dat zegt dat er een relatie is tussen de onzekerheid in de restenergie van een deeltje – da’s diens massa – en de levensduur van het deeltje. In deze vergelijking is h de constante van Planck. Hoe meer massa een deeltje heeft des te korter z’n levensduur. Vandaar de extreem korte levensduur van het top quark. Eh… nou we het toch over levensduur van elementaire deeltjes hebben: dat van het foton is recentelijk geschat op een miljard maal miljard jaar, eh… technisch gesproken:

τγ > 1018 jaar

Mmmm, wel wat langer dan de levensduur van het top quark. Zwaargewichten hebben het maar moeilijk in de deeltjeswereld. Bron: voor de levensduur van het top quark Quantum Diaries Survivor en voor die van het foton Physics World.

Comments

  1. als het is GEMETEN, is het ook vastgelegd.

    dan zal het met de nodige vertraging dus ook voor ons aantoonbaar//waarneembaar.gemaakt kunnen worden.

    zoniet , ja precies.
    precies dus (*_*), doe een snel-scan van de bron met of zonder kennis.

  2. meten is het vastleggen van een waarneming,
    de bron vermoed eea tussen A en B, maar kan dat niet aantonen , zie artikel.
    moeilijker wil ook ik mijzelf het niet maken.

  3. OK het is 1% minder cryptisch. Wat bedoel je met “de bron vermoed eea tussen A en B”?

  4. De natuurkundige Tomasso Dorigo de schrijver van de Bron: voor de levensduur van het top quark Quantum Diaries Survivor geeft middels een aantal realistische onderzoeken een benadering aan van hoe de werkelijkheid er uit zou kunnen zien.
    hij geeft aan : door technische beperkingen van allerlei aard berust de geinterpreteerde “meting” op een gewogen gemiddelde.
    inhoudelijk kan ik er niets over zeggen maar taalkundig wordt er eveneel armslag genomen als in de dagelijks te moeten herroepen stelling dat o.a. alle even zware sterren hetzelfde zijn.
    en echt dat geeft ( voor beiden) helemaal niks, behoudens dat stelligheid nog niet op zijn plaats is.

  5. Yep, het blijft meten met een zekere mate van onzekerheid, aangeven door het “confidence level” (in het wetenschappelijke bronartikel in twee gradaties: 68% C.L. en 95% C.L.). Maar wat doet dat eigenlijk af aan de strekking van de Astroblog, dat het top quark een zeer korte levensduur heeft? Moet ik melden dat nog maar de vraag is of z’n levensduur erg kort is en dat het ook honderd jaar kan bedragen?

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: