Alles bestaat uit atomen. Maar wist je dat die atomen ook weer uit nóg kleinere deeltjes bestaan? Nieuw onderzoek van het Nikhef in Amsterdam laat zien dat er bovendien continu deeltjes verschijnen en verdwijnen. Hoe zit dat?
Het simpelste atoom dat bestaat is waterstof: dat is opgebouwd uit slechts één positief geladen kerndeeltje (proton), één negatief geladen deeltje (elektron) en, in het geval van de meest voorkomende waterstofvariant, geen neutrale kerndeeltjes (neutronen). Het proton dat de kern van het waterstofatoom vormt, bestaat ook weer uit bouwstenen: quarks. In totaal zijn er zes ‘smaken’ quarks bekend, met de intrigerende namen ‘up’, ‘down’, ‘charm’, ‘strange’, ‘top’ en ‘bottom’. Protonen bestaan uit twee up-quarks en één down-quark. Andere deeltjes, gluonen, houden het geheel bij elkaar. Maar daar is niet alles mee gezegd.
Wat is er ontdekt?
Nieuw onderzoek toont aan dat er in zo’n proton (naast deze drie ‘stationaire’ quarks en gluonen) ook voortdurend elementaire deeltjes ontstaan en weer verdwijnen. Niet alleen up- en downquarks, maar ook strange-quarks, charm-quarks en zelfs anti-quarks (de antimaterie-tegenhangers van de zes smaken). Wat er in een proton gebeurt is dat er steeds paren quarks en anti-quarks (bijvoorbeeld up en anti-up) ontstaan, en dan elkaar weer opheffen (annihileren). Dat dit gebeurt met up- en down-quarks was al bekend, maar nu lijkt dat ook het geval te zijn voor charm- en strange-quarks. De Amsterdamse onderzoekers hebben dit ‘aangetoond’ met computerprogramma’s en kunstmatige intelligentie. Hoewel dat modellen zijn, lijkt onderzoek van de Large Hadron Collider (een enorme deeltjesversneller op de grens van Zwitserland en Frankrijk waar men onderzoek naar elementaire deeltjes doet) overeen te komen met de door de Amsterdammers berekende resultaten. Als na verder onderzoek blijkt dat dit klopt, dan is materie toch nog een heel stuk complexer dan gedacht.
De berekeningen van de Amsterdamse onderzoekers lijken overeen te komen met de resultaten van de deeltjesversneller onder de Alpen. Foto: Wikimedia Commons
Deze On Topic komt uit Weet 72. Wil je niks missen van Weet Magazine? Neem dan een abonnement en ontvang elke twee maanden de nieuwste Weet!
