Zwak?

Een verborgen natuurkracht? Ah, de natuur is wonderbaarlijker dan wij denken en er gebeurt zoveel boeiends waar we geen idee van hebben.

Vandaag: één van de vier (bekende, of zijn er toch nog meer?) elementaire natuurkrachten van ons universum. De meest verborgen van de vier. Hij heet: ‘zwakke kracht’, of ‘zwakke kernkracht’, en hij is verbazend goed verborgen.

Hoe kun je een verborgen kracht vinden?
Wel, je bouwt een heel nauwkeurig bellenvat. Dat vul je met gigazuivere stof. Eromheen zet je grote magneten en heel erg goede camera’s. Vervolgens jaag je er deeltjes doorheen. Losse deeltjes. Als er deeltjes in een bellenvat binnenkomen en met andere deeltjes botsen, dan maken ze een spoor van piepkleine belletjes. Als zo’n botsing een echte voltreffer is (bam, recht op een piepkleine atoomkern geknald en zo hard, dat het deeltje de kern binnendringt) dan barst er in die kern iets uit elkaar en ontstaan er vaak nieuwe geladen deeltjes. Die veroorzaken op hun beurt ook belletjes op hun weg.
Door de magnetische velden worden de banen van al die nieuwe gevormde geladen deeltjes gekromd.

De vorm van die bellenbanen fotografeer je, en zo kun je met een heleboel gepuzzel geladen deeltjes identificeren. Elektronen, positronen, en een hele dierentuin aan andere, inmiddels bekende elementaire bouwsteentjes.

Bijna alle deeltjes zijn op deze manier te zien. Behalve neutrino’s. Die heten niet voor niets ‘spookdeeltjes’. Massaal aanwezig (er gaan er op dit moment ontelbaar veel dwars door je lichaam 😀 – veel plezier ermee!), maar omdat ze maar heeeeeeel zelden met andere deeltjes botsen, gaan ze eigenlijk altijd gewoon overal doorheen. Ook door de Aarde. Ook door bellenvaten. Alleen ontzettend af en toe…
Omdat neutrino’s geen lading hebben, laten ze zelf geen sporen achter in detectoren. Wetenschappers moeten daarom op zoek naar de geladen deeltjes die ze creëren op het moment dat ze die heel enkele keer wél interactie aangaan.

In 1973 ving het Gargamelle-experiment van CERN – een bellenvat gevuld met vloeibaar freon – een neutrino op dat onzichtbaar binnenkwam, interactie aanging en vervolgens weer onzichtbaar verder ging. Bij de botsing verscheen er een nieuw, tot dan toe onbekend deeltje in beeld. Nog nooit gezien, maar op basis van de theorie wel voorspeld. Het kindeke had dan ook al een naam: het Z-boson.

Het bestaan van het Z-boson was voorspeld uit de theorie over krachten in atoomkernen. Het is het deeltje dat de ‘zwakke kernkracht’ veroorzaakt. Waar de ‘sterke kernkracht’ ervoor zorgt dat de deeltjes in de kern bij elkaar blijvem en niet elke kern onmiddellijk uit elkaar valt, is de ‘zwakke kernkracht’ een piepkleine afstotende kracht die in atoomkernen juist radioactief verval veroorzaakt. Datzelfde verval is ook producent van neutrino’s. Buiten atoomkernen speelt deze kracht geen enkele rol.
Dat het Z-boson daadwerkelijk werd waargenomen, maakte het een historische moment. Een belangrijke ondersteuning van de elektrozwakke theorie, volgens welke de zwakke kernkracht en de elektromagnetische kracht verschillende varianten zijn van dezelfde kracht. We horen er meer van!

SF

SF leeft dus, zowel in het grote, wijde heelal als in de piepkleine wereld van elememtaire deeltjes.

Wil je verhaaltjes lezen die (o.a.) spelen op de rafelige randjes van onze realiteit? Kijk in een van mijn verhalenbundels.

Hou je meer vam romans? Die zijn er ook. Kijk of www.wettum.org

Lees hier meer over het Gargamelle-experiment van CERN:
https://home.cern/science/experiments/gargamelle/