Hart van de Materie - Nawoord: Waarheen leidt het pad ?

In deze bladzijden hebben we u meegenomen voor een reis van 2600 jaar, van bij de Oude Grieken tot in de laboratoria van de 21ste eeuw. We beschreven een zoektocht die ons leidde van het idee dat alles bestaat uit water, tot het idee dat alles bestaat uit kleine snaartjes. Gekker dan dat kan het wellicht niet worden, denkt u. Misschien zitten we helemaal op het foute spoor – hebben we langsheen de route ergens een foute afslag genomen en draaien we nu rondjes in gesloten snaren en lusjes in het midden van een dierentuin van deeltjes waarbij zelfs onderzoekers zich afvragen wie die spullen toch allemaal heeft besteld.

Publiek domein

Lees verder...

Geplaatst door Geert op 26/09/2017 om 20:23

Hart van de Materie 24: Snaren of lussen? De toekomst wijst het uit...

Bovendien is met snarentheorie alleen het verhaal nog niet ten einde. Er bestaat immers een alternatieve theorie over de basisstructuur van de materie, afgeleid uit de relativiteitstheorie, die eveneens hoge ogen gooit onder fysici. Nu, eigenlijk gaat deze theorie, de luskwantumzwaartekracht, niet echt over materie, maar over de structuur van de ruimtetijd zelf. Luskwantumzwaartekracht kwantiseert deze structuur en niet de materie die zich erin bevindt: de ruimtetijd wordt een netwerk met knooppunten en verbindingen, die haar verdelen in afgescheiden elementen.

Dit maakt de ruimte korrelig. Net als de energieniveaus in de orbitalen van atomen, of de pakketjes energie in een lichtstraal, bestaat er ook een “pakketje afstand” tussen twee punten – een minimale afstand die steeds in een stap moet overbrugd worden. Deze afstand komt daarbij overeen met… de Plancklengte! Meer precies moet de ruimte op het allerkleinste niveau gezien worden als uiterst fijn weefsel, of nog, als een spinnetwerk, een netwerk ‘geweven’ van eindige lussen Het hele netwerk van lussen heet daarbij een spinnetwerk. Doordat dit netwerk in de loop van de tijd verandert, spreken onderzoekers daarbij van een spinschuim (en omgekeerd is een spinnetwerk een momentopname van de toestand van het spinschuim). In zekere zin geldt een dergelijke korreligheid ook voor de snarentheorie, waar ook objecten ter grootte van de Plancklengte als fundamentele eenheden van de natuur worden beschouwd.

Artistieke impressie van een spinnetwerk
Bron:Linfoxman, Wikipedia, publiek domein
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Loop_quantum_gravity.jpg

Lees verder...

Geplaatst door Geert op 26/09/2017 om 20:11

Hart van de Materie 23: Snaren en branen

Tokkelen op kwantumniveau

Naast de supersymmetrie is er een tweede theorie die op zoek gaat naar een unificatie van de vier fundamentele natuurkrachten in de natuurkunde in één allesomvattende theorie. Bovendien slaagt deze theorie er ook in om de wereld te beschrijven tot op de Plancklengte (zie vorig stukje). Dat is de snarentheorie (in het Engels string theory). Ze slaagt er inderdaad in om de grote theorieën uit de moderne fysica, de kwantummechanica en de relativiteitstheorie, te verenigen in een geconsolideerd verhaal.

Snaren zijn inderdaad wat we ons intuïtief voorstellen bij het woord: draadvormige elementen die kunnen trillen, net zoals de snaren van een piano, een banjo of een ukelele. Daarmee neemt de theorie afstand van de traditionele voorstelling van een elementair deeltje als puntmassa’s zonder interne structuur: deeltjes zijn nu trillende snaren van 10-33 cm lang, en de manier waarop de snaar trilt bepaalt de identiteit van het deeltje en zijn eigenschappen (massa, spin, lading, kleur, smaak…). Niet alleen de krachten worden dus door de snarentheorie verenigd in één enkele basiskracht, maar ook worden de verschillende deeltjes uit het Standaardmodel teruggebracht op één enkele structuur.

Net zoals een snaar op een instrument verschillende noten kan voortbrengen,
brengt een string meerdere deeltjes voor, afhankelijk van de manier waarop hij trilt.
Bron: MeNS 86

Lees verder...

Geplaatst door Geert op 17/09/2017 om 23:15

Hart van de Materie 22: Supersymmetrie: oplossing of straat zonder einde?

Om de verdere theoretische ontwikkelingen beter te begrijpen, moeten we het even over symmetrie hebben, en de verschillende vormen die symmetrie kan aannemen.

Meetkundige symmetrie in het hart van de zonnebloem
Publiek domein

Lees verder...

Geplaatst door Geert op 08/09/2017 om 20:42

Hart van de Materie 21: Het Standaardmodel speelt op

We staan op de schouders van reuzen 

Grote omwentelingen in het wetenschappelijk denken komen zelden voor. Wetenschappelijke kennis schuift eerder op met ministapjes, kleine bijdragen van onbekend gebleven onderzoekers die daarvoor dag en nacht gewroet hebben in hun laboratoria, aan hun bureau en in discussie met hun al even onbekende collega’s. Velen willen Einstein zijn, of Darwin, of Rutherford, maar weinigen bereiken ooit die status. Dat maakt hun bijdrage aan de wetenschappen niet minder interessant, nuttig of noodzakelijk: het is wellicht dankzij al die kleine bijdragen dat we staan waar we nu staan. 

Heel wat reuzen in de wetenschap op de Solvay Conference on Quantum Mechanics van 1927 (in Brussel).

Lees verder...

Geplaatst door Geert op 30/08/2017 om 22:27

Pagina 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6