CERN detecteert pentaquark-deeltjes met LHC

Onderzoekers van een van de experimenten van de Large Hadron Collider hebben een nieuw deeltje ontdekt. Het bestaan van dat zogeheten pentaquark-deeltje werd al vijftig jaar vermoed, maar werd tot dusver niet experimenteel bevestigd.

De voorlopige bevestiging van het bestaan van het pentaquark-deeltje werd bewerkstelligd door wetenschappers van het LHCb-experiment, onderdeel van de Large Hadron Collider-deeltjesversneller. De pentaquark-deeltjes omvatten eigenlijk een hele familie subatomaire deeltjes, net als baryonen en mesonen. Waar baryonen, zoals protonen en neutronen, uit drie quarks bestaan, worden pentaquarks samengesteld uit vijf deeltjes. Het onderzoek moet overigens nog geverifieerd worden door andere wetenschappers.

Baryonen vormen vrijwel alle massa in ons dagelijks leven en zijn samengesteld uit twee quarks en een antiquark. Pentaquarks bestaan daarentegen slechts gedurende zeer korte tijd maar vormen onderdeel van het model van kwantumchromodynamica. Ze worden voorspeld door die theorie.

Onderzoekers vonden de pentaquarks, die opgebouwd worden uit vier quarks en één antiquark, door naar het verval van Lambda b-baryonen te kijken met de LHCb-detector. Naast drie al bekende deeltjes observeerden zij daarbij twee andere massa's in het spectrogram. Die worden veroorzaakt door een pentaquark, opgebouwd uit twee up-quarks, een down-quark, een charm-quark en een anticharm-quark. De onderzoekers gaan verder onderzoeken hoe de quarks in de pentaquark onderling verbonden zijn. Mogelijk vormen ze één superstructuur of zijn ze meer als meson en baryon met elkaar verbonden.

Reacties (87)

Misschien voor de geinteresseerden wat meer achtergrondinformatie:

Protonen en neutronen, die samen de kern van de atomen opmaken zoals wij die kennen, zijn opgebouwd uit 3 quarks (https://en.wikipedia.org/wiki/Quark) en vallen als zodanig onder de 'familie' van Baryonen. Hoewel dit een versimpelde voorstelling van de realiteit is, kun je grofweg zeggen dat een proton bestaat uit 2 up-quarks, ieder een elektrische lading +2/3, en 1 down-quark, lading -1/3. Netto is de lading van het proton dus, zoals welbekend, +1. Het neutron bestaat uit 2 down-quarks en 1 up-quark en heeft dus lading 0 (https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_baryons).

Echter, er zijn nog meer quarks. De charm-quark is een zwaardere versie van de up-quark, en de top-quark weer een zwaardere versie van de charm-quark. Beide hebben, net als de up-quark, lading +2/3. Zo ook lijken de strange en bottom quark op de down-quark (lading -1/3), maar zijn ze zwaarder. Met deze quarks kun je ook Baryonen maken. Zou je 2 charm-quarks en een strange quark bij elkaar zetten, krijg je ook een deeltje met lading +1 wat op een heel zwaar proton lijkt. En zo kun je een heel scala aan combinaties van 3 quarks verzinnen. Die deeltjes bestaan allemaal en kunnen in het lab (=CERN) 'gemaakt' worden, maar ze zijn niet stabiel en vervallen heel snel in lichtere deeltjes. Het proton is het lichtste baryon en kan als zodanig niet vervallen (althans, onze huidige schattingen van de vervaltijd van een proton zijn groter dan de leeftijd van het universum).

Nu we weten wat quarks zijn en hoe ze gerelateerd zijn aan deeltjes die we allemaal wél kennen (protonen en neutronen), hoe zit het met Mesonen? Ieder deeltje heeft ook een anti-deeltje, dus naast de zes quarks zijn er ook zes anti-quarks (anti-up, anti-down, etc). En jawel: 2 anti-ups en een anti-down vormen samen een anti-proton (jullie wellicht bekend uit één van de Dan Brown boeken). Je kunt ook deeltjes maken door een quark en een antiquark te combineren: dát zijn de mesonen. Het bekendste voorbeeld is het Pion (https://en.wikipedia.org/wiki/Pion). Pionen leven ook kort, maar we nemen ze soms wel in de natuur waar: in kosmische straling (wat in feitte straling heet, maar deeltjes zijn ) zitten pion die we kunnen meten.

Hoe komt het nou dat combinaties van 3 quarks, 3 antiquarks, en een quark+antiquark paar deeltjes vormen, maar bijvoorbeeld 4 quarks, 2 quarks, of 2 antiquarks niet? Dát wordt verklaard met de quantumchromodynamica. Deze theorie zegt dat deeltjes nog een eigenschap hebben, die ze voor het gemak 'kleur' hebben genoemd (al heeft het niks met kleur te maken, het is meer een analogie). Je kunt je deze eigenschap een beetje voorstellen als elektrische lading, maar dan gaat het om 'kleur'-lading. Elk quark heeft een kleur: rood, groen of blauw. Elk antiquark: anti-rood, anti-groen, anti-blauw. De quantumchromodynamica voorspelt dat quarks alleen een deeltje kunnen vormen als de gezamelijke kleurlading neutraal is. Rood + groen + blauw samen zijn daarbij ook neutraal, dus 3 quarks zijn stabiel. Anti-rood + anti-blauw + anti-groen is ook neutraal, dus 3 anti-quarks zijn stabiel. Rood + anti-rood is ook neutrale, dus 1 quark + 1 anti-quark is stabiel. Echter, met 2 quarks of 2 antiquarks kun je geen neutrale kleurencombinatie maken, dus er bestaan geen deeltjes met 2 quarks of 2 anti-quarks. Maar: 4 quarks en één anti-quarks kan weer wel! Bijv: rood + groen + blauw + rood + anti-rood = neutraal! Echter, 5 quarks bij elkaar is een flink zwaar deeltje en je moet dus véél energie hebben om zo'n deeltje te maken. Vandaar dat het zo lang geduurd heeft: pas met een voldoende krachtige versneller konden we hopen dit soort deeltjes waar te nemen. Het lijkt erop, dat dat nu gebeurd is

Bedenk, de kleur is een analogie, dus waarom rood+groen+blauw neutraal is lijkt niet zo triviaal, maar dat volgt uiteindelijk uit de gecompliceerde wiskunde die er uiteindelijk achter de theorie zit...

simpel gezegd: een hond met 2 hoofden kan ook operatief geproduceerd worden, maar sterft ook snel. Dit wil daarom niet zeggen dat ze effectief bestaan en natuurlijk voorkomen

Ah, maar radioactief materiaal vervalt ook. Bestaat het daarom niet? Het principe is niet anders: in radioactief materiaal vervallen neutronen in protonen (onder uitzending van een positron), daardoor wordt de atoomkern instabiel en valt uit elkaar. Het verval van een neutron in een proton is niets anders dan het verval van een 'zware' quark in een lichtere.

Het feit dat ze kortlevend zijn doet er niets aan af dat ze bestaan, al geef ik toe dat als een deeltje een halfwaarde tijd heeft van 10^-6 sec (wat bij genoeg deeltjes 't geval is), je misschien niet direct de relevantie ziet. In dat geval gaat het meer om de wetenschappelijke interesse: het model voorspeelt dat het deeltje moet bestaan (of kunnen bestaan), dus... willen we dat gewoon weten

Fundamenteel onderzoek levert wel degelijk wat op, al is het alleen al door de oplossingen die ze moeten vinden om hun onderzoek te kunnen doen.

Daarnaast, bevestiging van wat vermoed wordt is ook zeer waardevol. In wetenschap is er zelden iets definitiefs en zijn er vaak alternatieven. Iets wat ons helpt de waarschijnlijkheid van een theorie te bevestigen, helpt ons ook door te ontwikkelen wat uiteindelijk vaak weer leidt tot nieuwe praktische applicaties.

Wat betreft het Cern onderzoek:

1989 Tim Berners-Lee - Zette een PC-tje op om het delen van informatie te automatiseren door middel linkjes naar documentjes enzo. 30 April 1993 zetten ze de software hiervoor in het publieke domein voila het Wereldwijde Web, anders zat je dit misschien wel op een BBS-je ofzo te posten.

2003 Anti Proton Cell Experiment (ACE) begonnen. Onderzoek naar een alternatieve bestralingsmethode die gebruikt kan worden als een minder destructief alternatief wat betreft de gezonde cellen voor de huidige kanker behandel methodes.
Behalve deze zijn er nog diverse onderzoeken en ontwikkelingen gaande die een gevolg zijn van de mogelijkheden en resultaten van LHC en ondersteunende systemen.

Zo zijn er nogal wat andere "Real World Benefits" van deze systeempjes, in productie, software, patroon herkenning, detectie systemen, etc.:

http://www.quora.com/What...the-Large-Hadron-Collider

https://ec.europa.eu/rese..._impacts_j-m_le_geoff.pdf

En als CERN morgen de WARP drive uitvind zijn alle kosten in 1x op hun plek..

In deze tech wereld kun je toch niet voorspellen wat je van tevoren gaat krijgen?

Ik juich CERN en ESA hard toe!

Als het je zo dwars ligt, moet je ook zo principieel zijn om alles wat uit het fundamenteel onderzoek is voortgekomen niet te gebruiken, direct of indirect. Dingen zoals vloeibare kristallen, gps, laserprinters, etc.

Eeeeeen daar gaan de principes al. Als ik het nu gebruik en het leuk vind, dan mag het blijven en is het goed, als ik er nu niet gelijk wat aan heb dan moet het maar niet want onderzoek kost geld. Maar als over 10 jaar blijkt dat het voor een enorrme doorbraak zorgde in quantum dot holo schermen en er zijn weer leuke speeltjes van gemaakt dan was het wel een goede investering, maar verder moet het dan maar niet. Maar als 10 jaar later weer blijkt... enzoverder.

tja de politie, brandweer en ziekenhuizen kosten ook een hoop geld, maar toch vind ik dat geen probleem, want dan zijn ze er als ik er gebruik van moet maken

dus... willen we dat gewoon weten

Niet helemaal gewoon, wellicht komen (bestaan?) er toepassingen waar je juist moet weten dat deze deeltjes kunnen vormen omdat anders je proces kompleet uit de hand loopt?

wat in feitte straling heet, maar deeltjes zijn

Ik ga nu even heel flauw doen en zeggen dat het wel deeltjes heten, maar eigenlijk gewoon aangelagen toestanden zijn in de bijbehorende velden

Verder goed verhaal

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 14 juli 2015 17:22]

Tell me more please...
Aangeslagen toestanden? In een veld. Maar protonen en neutronen en electronen zijn toch echt deeltjes. Hoe kunnen dan die bouwstenen (van P en N) uit velden bestaan.

3 woorden: Quantum field theory . Dat dingen zich gedragen als een deeltje wil niet zeggen dat het ook deeltjes zijn.

Haha, daar heb je natuurlijk helemaal gelijk in, maar bij uitleg aan mensen die niet in het veld zitten leek heb ik er maar voor gekozen die nuance weg te laten ;-)

Echter, met 2 quarks of 2 antiquarks kun je geen neutrale kleurencombinatie maken, dus er bestaan geen deeltjes met 2 quarks of 2 anti-quarks. Maar: 4 quarks en één anti-quarks kan weer wel! Bijv: rood + groen + blauw + rood + anti-rood = neutraal! Echter, 5 quarks bij elkaar is een flink zwaar deeltje en je moet dus véél energie hebben om zo'n deeltje te maken

Ik snap dat je verhaal complexer is dan je het vertelt, maar je voorbeeld illustreert niet waarom deeltjes van vier niet zouden kunnen: rood, antirood, blauw en antiblauw zou neutraal zijn, dus waarom kan dat toch niet?

[...]

Ik snap dat je verhaal complexer is dan je het vertelt, maar je voorbeeld illustreert niet waarom deeltjes van vier niet zouden kunnen: rood, antirood, blauw en antiblauw zou neutraal zijn, dus waarom kan dat toch niet?

Ik ben geen fysicus, maar het meest voor de hand liggende is dat dat gelijk zou vervallen in twee mesonen (deeltjes van twee quarks), omdat een deeltje van 4 enorm zwaar is.

Dat, of het deeltje vervalt gelijk in fotonen omdat het aantal deeltjes gelijk is aan het aantal antideeltjes.

Wat Stoney3K zegt is denk ik deel van het verhaal. Aan de andere kant: hetzelfde argument gaat op voor deze pentaquark-deeltjes. Waarom zouden die niet uiteen vallen in een Baryon en Meson? Het antwoord moet ik je helaas schuldig blijven: zo diep zit ik niet in de stof. Ik meen dat inderdaad rood + antirood +blauw + antiblauw ook wel eens als mogelijkheid gezien werd, en of er nou een overtuigend argument was om die mogelijkheid te verwerpen (anders dan dat we het nog nooit gezien hebben en dat het, met de huidige energieën van versnellers wel zou moeten lukken)... ik weet het niet. Vandaar dat ik die voorbeelden vermeed ;-)

Dat komt misschien omdat naast de 'kleur' ook andere waardes behouden moet blijven, zoals de elektrische lading, de energie, de strangeness, de baryon waarde en de spin.

Dus de waardes die de gebruikte deeltjes hadden toen ze botste moeten uiteindelijk ook weer in de nieuwe deeltjes terug komen. Er kan netto geen kleur, energie, etc. gemaakt of opgeheven worden.

Twee mesons zouden wellicht samen een 'quatroquark' kunnen vormen omdat die netto neutraal zijn. Maar 2 normale quarks of 2 antiquarks kunnen niet ontstaan omdat er dan kleur verdwijnt of bijkomt.

Bedenk, de kleur is een analogie, dus waarom rood+groen+blauw neutraal is lijkt niet zo triviaal, maar dat volgt uiteindelijk uit de gecompliceerde wiskunde die er uiteindelijk achter de theorie zit...

Dat wordt natuurlijk een stuk makkelijker als je 'neutraal' vervangt door 'wit' in de verwoording. Dan is het makkelijk uit te leggen: Als het resultaat van de kleuren een grijstint oplevert (dus zwart, wit, of alles ertussenin) dan wordt het een stabiel deeltje.

Rood + groen + blauw levert wit op, terwijl anti-rood + anti-groen + anti-blauw in die analogie zwart op zou leveren. Enzovoort.

Klopt, ik wilde 't ook wit noemen aangezien dat redelijk gebruikelijk is, maar... rood + anti-rood is ook niet wit... dus ik dacht ik noem 't neutraal Maar: grijstint = stabiel deeltje is wel een leuke inderdaad

Maar is iets wat lijkt op een dubbele meson-structuur dan niet mogelijk? Met twee quarks en twee antiquarks zou je ook een neutrale kleurlading kunnen krijgen, net als met 1 van elk, en daarmee zou je wel een deeltje met 4 deeltjes krijgen. Of denk ik dan te simpel?

Wow bedankt. Echt een heel duidelijk en verhelderend verhaal!

Geweldig stuk! Dank hiervoor. Oh en dat rood+groen+blauw neutraal is lijkt me nogal wiedus, dat is de kleur wit

bedankt, geweldige uitleg!

Baryonen vormen vrijwel alle massa in ons dagelijks leven en zijn samengesteld uit twee quarks en een antiquark

Nee, 3 "gewone" quarks. Protonen en neutronen zijn deeltjes met respectievelijk 2x up + 1x down en 1x up + 2x down quarks. Up en down quarks zijn niet elkaars anti-deeltje. Verder noemen we het een charm antiquark, niet een anticharm-quark .edit: blijkbaar is anticharm ook wel redelijk common. Zo heb ik het nog nooit gelezen

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 14 juli 2015 17:17]

Ik dacht dat het higgs-deeltje zorgt voor massa??

Klopt, het Higgs deeltje zorgt voor de massa van sommige andere deeltjes. Zonder het Higgs veld zouden oa electronen en quarks massaloos zijn (en zouden ze geen materie kunnen vormen omdat ze dan altijd met de lichtsnelheid bewegen). Maar het is niet zo dat het Higgs veld zorgt voor massa in álle deeltjes.

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 14 juli 2015 18:03]

Welke deeltjes heb je het nu over waarbij de koppeling met het Higgs veld niet zorgt voor de massa? Ook de W en de Z krijgen zo hun massa.

Overigens zouden we niet totaal massaloos zijn zonder Higgsveld, maar nagenoeg wel natuurlijk (voor symmetriebreking is onze belangrijkste kracht sowieso anders, dus laten we het daar niet over hebben)

Deeltjes die met de lichtsnelheid bewegen kunnen waarschijnlijk alsnog wel een gebonden toestand vormen, denk aan gluonen.

[Reactie gewijzigd door Laurent op 14 juli 2015 17:36]

Ik drukte me misschien wat ongelukkig uit . Ik bedoelde dat niet alle deeltjes massa hebben, zoals fotonen en inderdaad gluonen. En misschien flauw, maar het zorgt ook niet voor alle massa van de Higgs boson zelf

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 14 juli 2015 18:08]

Ik drukte me misschien wat ongelukkig uit . Ik bedoelde dat niet alle deeltjes massa hebben, zoals fotonen en inderdaad gluonen.

Nog even voor de volledigheid: Die deeltjes hebben geen rustmassa. Fotonen in beweging hebben wel degelijk massa.

Wassen neus. Relativistische massa is alleen een wiskundig hulpmiddel, zodat je klassieke Newtoniaanse mechanica kan toepassen (zoals F=m∙a). Spreek liever van energie. Fotonen in beweging lijkt me een pleonasme, fotonen zijn altijd in beweging, want ze zijn massaloos.

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 14 juli 2015 18:15]

Ik zou het absoluut geen wassen neus willen noemen: wat is massa anders dan de term in de Dirac vergelijking of de KG vergelijking? (Ie de kwadratische term in je effectieve Lagrangiaan) Licht beweegt niet met c als het door een medium reist. Dit is precies dezelfde term die voor de quarks wordt gedomineerd door de Higgs en zijn wij gewend te associeren met massa.

[Reactie gewijzigd door Laurent op 14 juli 2015 18:27]

Licht beweegt niet met c als het door een medium reist

De golffront niet nee, maar de fotonen reizen van atoom naar atoom met de lichtsnelheid. Het is de constantie absorptie en emissie van de fotonen door de atomen die ervoor zorgt dat de golffront niet met c door een medium gaat. Elk massaloos deeltje gaat altijd met c, niet sneller en niet langzamer. Er zijn geen uitzonderingen.

Heerlijk! Deze discussie gaat mijn pet te boven, maar is wel geniaal en interessant.

Waren alle discussies maar zo...


Iets meer ontopic:

Aan dit soort fundamentele wetenschappen hebben wij vrijwel al onze technologische vooruitgang en kennis te danken.
Het verschil is enkel dat we in de jaren steeds verder en dieper in de materie (pun intended ) zijn gedoken. Lang geleden was er een man genaamd Isaac Newton die een hele wetenschap creëerde door een appel die uit een boom viel. Deze wetenschap is voor ons nu heel erg begrijpelijk en normaal, maar is in feite niet veel anders als de huidige wetenschap ookal begrijpen de meesten hier weinig of niets van.

Mijn misschien iets te diepzinnige mening is dat de overleving van de mensheid waarschijnlijk in de basis te danken is aan fundamentele wetenschappen en ze kunnen ons in de toekomst brengen op plekken waar we nu nog niet van durven dromen.

[Reactie gewijzigd door R0KH op 15 juli 2015 13:33]

Juist, als je ver genoeg inzoomt op je systeem zul je inderdaad zien dat je fotonen diffunderen door het systeem, maar het punt is juist de effectieve snelheid die wij waarnemen als gevolg van de interacties. Helemaal direct zie je het dus in de Dirac vergelijking en, misschien een bekender voorbeeld van een effectief systeem, het proton: die massa is niet volledig opgebouwd uit de massa van de valentiequarks.

Wassen neus. Relativistische massa is alleen een wiskundig hulpmiddel, zodat je klassieke Newtoniaanse mechanica kan toepassen (zoals F=m∙a). Spreek liever van energie. Fotonen in beweging lijkt me een pleonasme, fotonen zijn altijd in beweging, want ze zijn massaloos.

Laten we de gulden middenweg pakken: Fotonen zijn massaloos, maar wel in beweging, daarom hebben ze wel impuls

Anders kon je ook niet van radiation pressure spreken en deden zonnezeilen het ook niet.

https://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_pressure

Ik heb ook niet gezegd dat ze geen impuls hebben . Ze hebben weldeglijk kinetische energie, en hun impuls is de energie gedeeld door c-kwadraat

Naast dat de formule niet zo veel bijdraagt aan de discussie, is het E=pc, niet E=pc^2...

nee het higgs deeltje HEEFT een grote massa....

WTF-quark? Dat zijn een hele hoop deeltjes waar ik nog nooit van heb gehoord. Vooral de charm-quark en een anticharm-quark klinken nogal Pokemon achtig
Het zal mij niet verbazen als blijkt dat je gewoon oneindig lang deeltjes kan ontdekken omdat oneindig klein eigenlijk niet bestaat.

Kleiner dan de Planck-lengte kan niet
https://nl.wikipedia.org/wiki/Plancklengte

Volgens dezelfde Wikipedia, maar dan de Engelstalige versie, is de Planck-lengte niet de kleinst mogelijk lengte, maar de kleinst mogelijk meetbare lengte, uiteindelijk toch een groot (klein? ) verschil

[...]
According to the generalized uncertainty principle (a concept from speculative models of quantum gravity), the Planck length is, in principle, within a factor of 10, the shortest measurable length – and no theoretically known improvement in measurement instruments could change that.
[...]

Edit1: Voor de mensen die zich de Planck lengte willen voorstellen (ook uit het bovenstaande Wikipedia-artikel):
Als je een stip van 0,1mm zou uitvergroten tot de grootte van de waarneembare heelal, zou binnen in die vergroting een object met als afmeting een Planck-lengte terug zo'n stip van 0.1mm zijn. Zegt eigenlijk nog altijd niets; je vervangt iets onvoorstelbaars klein door iets onvoorstelbaars groot


Edit2: meer on-topic: ik twijfel er niet aan dat het (zeer) significant nieuws is, maar helaas stopt mijn kennis van sub-atomaire deeltjes toch bij elektronen, protonen en neutronen. Dringend tijd om me eens wat meer in te lezen in die materie!

[Reactie gewijzigd door Aertsvijand op 14 juli 2015 16:44]

I stand corrected

Zoek een naar de serie Sixty Symbols op U-tube...

"Volgens dezelfde Wikipedia, maar dan de Engelstalige versie, is de Planck-lengte niet de kleinst mogelijk lengte, maar de kleinst mogelijk meetbare lengte, uiteindelijk toch een groot (klein?) verschil"

Inderdaad. Heb ooit eens een leraar op de spreekwoordelijke "kast" gekregen door te vragen. Kan uit niets iets ontstaan. Waarop hij melde dat dit niet kon. Dus vroeg ik hem, dus er kan iets bestaan zonder begin?

Nog maar een goede tweehonderd jaar wachten, want dan wordt de Heisenberg-compensator uitgevonden, die volgens Mike Okuda immers "prima" werkt en al die onmeetbaarheid gewoon overruled.

Ach, ik ben zo eigenwijs om te zeggen: Waarom zou kleiner niet kunnen, niet zo heel lang geleden dacht man dat een atoom het kleinste mogelijke deeltje was. En toen kwamen de quarks en neutrino's e.d. Wie weet zitten de kleinere deeltjes wel in een andere dimensie, of ontvouwt het zich als een hypercube.. Das het mooie van niet in de materie zitten, fantaseer er op los

Als je al na kan gaan dat een proton klein is, dan is de planck lengte 10^-20 keer zo klein. Ik ben benieuwd, maar toch onwaarschijnlijk.

Dat klopt, maar ik kan ook niet bevatten dat op een enkele vierkantie miillimeter 15 miljoen bitjes staan op een harde schijf platter. En die zijn vaat gigantisch i.v.m een atoom. Als mens kunnen we heel veel niet voorstellen, zoals het einde van het universum, en dan toch vragen: "ja maar wat zit daar dan achter etc." Of extreme grootheden zijn ook erg moeilijk voor te stellen.

Kijk dit bijvoorbeeld eens (wel met geluid aan): https://www.youtube.com/watch?v=HEheh1BH34Q
Toen ik dit de eerste keer zag voelde ik me kleiner dan een atoom, ik voelde me, jawel, als een pentaquark!

[Reactie gewijzigd door FlyEragon op 14 juli 2015 16:53]

Je gebruikt al direct heel ingewikkelde voorbeelden. Weleens in een groot vol stadion gestaan? Dat is dus "50.000". Als je dan goed kijkt naar al die puntjes, kan je het een klein beetje voorstellen.

Bij miljoen kan echt niemand zich werkelijk beseffen hoeveel dat is. Al helemaal niet als het om tijd gaat.

De Planck lengte is niet zozeer de minimale lengte van deeltjes. De Planck lengte is de afstand waarop de op dit ogenblik gekende fysische wetten hun betekenis verliezen

Nou snap ik dat de Planck lengte is opgebouwd puur uit natuurconstanten, maar wat zegt dat dit de kleinste afstand mogelijk is, of dat de natuurwetten hierop stuk gaan?

[Reactie gewijzigd door Cilph op 14 juli 2015 16:41]

WIJ als mensheid kunnen NU niet kleiner dan de Plack-lengte; om het wikivoorbeeld aan te halen:

"Om deze ontzaglijk kleine schaal te verduidelijken: stel je voor dat een proton opgeblazen zou worden tot de Melkweg. Een planckdeeltje zou op deze schaal dan de grootte hebben van een mens."

Die mens bestaat ook weer uit hoofd, romp en wat ledematen

[edit]
Quote uit de engelse wiki: "There is currently no proven physical significance of the Planck length" Daar wordt dus al een slag om de arm gehouden...

[Reactie gewijzigd door jeroen_loeffen op 14 juli 2015 16:43]

Die mens bestaat ook weer uit hoofd, romp en wat ledematen

Waardoor je de fylosofische discussie zou krijgen: bestaat er zoiets als een elementaire meeteenheid.

Voor zover ik de materie begrijp - en dat is toegegeven maar zeer beperkt - is er voor de Planck-lengte geen enkel fysiek bewijs aangetoond. Het is een zuiver theoretisch begrip.
Derhalve is het dan ook hooguit theoretisch het kleinste deeltje

Ik kan er niets aan doen, maar elke keer dat iemand iets roept over het kleinste (meetbare) deeltje, moet ik altijd denken aan Phoebe welke Ross pareert op de evolutie theorie.
https://www.youtube.com/watch?v=cXr2kF0zEgI

De wetenschap weet steeds kleinere deeltjes te detecteren. Ook wordt de apparatuur steeds beter danwel gevoeliger. Ik houd het sindsdien altijd op uitspraken als 'momenteel is de plank-lengte het kleinst meetbare deeltje'. Volgend jaar kunnen we misschien nog wel kleinere deeltjes meten..

Op een schaal kleiner dan plank lengte gaan de wetten van de quantum physica niet meer op. In de superstring theory kan het nog wel kleiner, maar dan heb je 10 of 11 dimensies nodig om het te verklaren.

Zo ver ik het snap worden nu vooral deeltjes uit het standaard model gevonden en bevestigd dat de theorie nog steeds aardig klopt

Hoeveel getheoriseerde deeltjes moeten er nu eigenlijk nog gevonden worden in het Standaard Model ?

Ik heb onlangs het boek Higgs, de ontdekking van het godsdeeltje gelezen. Goed boek, maar ook vol quarks en verval. Een aanrader als je hierin geïntresseerd bent, maar het vergt wel enige basiskennis (die ik ook niet allemaal heb..).

Deze docu vind je dan vast ook wel leuk:Particle Fever

Atoom>Atoomkern>Protoon>Quark. Om een idee te krijgen hoe klein een quark is.
Redelijk bekende materie.

https://nl.wikipedia.org/wiki/Quark

[Reactie gewijzigd door Septimamus op 14 juli 2015 16:15]

Wat ik dan interessant vind, is dat ze in hun animaties ook nog deeltjes gebruiken die de quarks met elkaar schijnen te verbinden. Weet iemand meer over deze verbindingen? Is er een theorie voor deze deeltjes?

Die verbinding is een denk ik een grafische weergave van de kracht zie ze bij elkaar houdt, net als bij moleculen.

Quarks worden samengehouden door de sterkste van de vier fundamentele krachten, namelijk de sterke nucleaire kracht waarvan het 'gluon' de drager is.

Hier heb je wat meer informatie over de vier fundamentele krachten

[Reactie gewijzigd door dimitrimissinne op 14 juli 2015 16:34]

Dat zijn gluonen, krachtdeeltjes die de sterke kernkracht overbrengen. In het Standaard Model (SM) worden alle krachten beschreven als deeltjes die heen en weer gaan tussen andere deeltjes. De kracht tussen twee ladingen wordt bijvoorbeeld overgebracht door fotonen. Je leert op school dat dit komt door 'het electrostatische veld', maar dit zijn dus fotonen die continue uitgewisseld worden.

Als je twee dezelfde ladingen hebt, bijvoorbeeld twee keer -, stoten ze elkaar af. Heel simpel gezegd: als jij en je collega in je kantoorstoelen ballen naar elkaar gooien, bewegen jullie van elkaar af en lijkt het alsof er een afstotende kracht is. Zo kan je het een beetje voorstellen. Geheel tegenintuitief heb je ook 'ballen' die zorgen dat je naar elkaar toebeweegt, zoals bij een + en -.

Kleine edit: Alle krachten, behalve de zwaartekracht. We hebben nog geen goed idee hoe we dat precies moeten inpassen in het Standaard Model. Een voorstel is String theorie, maar dat is alleen theoretisch en moet zich nog experimenteel bewijzen.

[Reactie gewijzigd door Dooxed op 14 juli 2015 16:42]

Typische aan deze kracht is dat zij toeneemt naarmate de afstand die gluons moeten overbruggen groter wordt.

Kleine aanvulling: die gluonen zijn bijzonder. Hoe harder je ze uit elkaar trekt, hoe harder ze terug gaan trekken (als een soort veer) terwijl de andere krachten juist zwakker worden op grotere afstand (zwaartekracht en elektrische krachten nemen af naarmate massas / elektrische ladingen verder van elkaar verwijdert zijn). Als je hard genoeg aan zo'n gluon trekt zit er uiteindelijk zoveel energie in de veer dat er spontaan een quark + anti-quark gemaakt worden, die 't veertje effectief in 2-en splitst.

Ik weet niet precies wat je met animaties bedoelt, maar ik denk dat dat animaties zijn die gebaseerd zijn op metingen en op Feynman diagrammen. In de Feynman diagrammen worden vaak deeltjes getekend. Neem dit voorbeeld. (je moet de grafiek van links naar rechts lezen (in de tijd) of van rechts naar links (terug in de tijd), de vertikale-as is de plaats-as. Je begint dus met een electron en een positron. Als die dichtbij komen annihileren ze elkaar. Die energie moet ergens naartoe, dus wordt er een foton gevormd. Na een korte tijd veranderd het foton in een quark en antiquark waarbij het antiquark een gluon uitzendt. De ladingen en spin blijft trouwens steeds gelijk. Hier zijn meer voorbeelden. Deze deeltjes zijn overigens vrij eenvoudig te berekenen met Euler-Lagrange vergelijkingen op te lossen. Deze vergelijkingen werden, in de natuurkunde, oorspronkelijk gebruikt om complexe mechanische problemen op te lossen maar zijn dus ook in de kwantumfysica goed te gebruiken. Je ziet om die reden het woord Lagrangian nog wel eens voorbij komen, dit is de kinetische - potentiële energie. Je begrijpt dat de energieën van hypothetische deeltjes dus uit deze vergelijkingen komen rollen.

Hier is een lijst van de meest elementaire deeltjes uit het standaardmodel. Voor 'elementairdere' deeltjes zijn er theorieën, maar is niets bewezen. Het standaardmodel blijkt voor een steeds groter deel te kloppen. De massa's/energieën die je in de lijst vindt, geven aan hoe nauwkeurig is ook is bewezen. (hoe meer decimalen hoe groter de nauwkeurigheid). Soms zie je ook een bepaald bereik (5-8 eV), dan betekend dat dat een deeltje in dat gebied gevonden zou kunnen worden. Voor hele zware deeltjes moeten de botsingen ook een hele hoge energie krijgen. Daarom moet de LHC constant geüpgraded worden. Een interessant gegeven is overigens ook dat het Higgs Boson met een fout van 4,8 sigma is vastgesteld (5 sigma = 1/3500000). Ik heb wel eens een verhaal gehoord van het Fermi National Accelerator Laboratory waarbij iets ook met 5 sigma zeker was maar wat uiteindelijk toch niet klopte

Overigens is CERN ook vanuit een puur IT perspectief erg interessant omdat een meting enorm veel data nodig heeft. Daarom worden ook bijna alle metingen weggegooid en alleen het echt interessante wordt bewaard.

Dat zijn me een knappe koppen die al 50 jaar geleden kunnen voorspellen/vermoeden waaruit iets bestaat.
uiteraard nog knappere koppen die dit kunnen bevestigen!

Ikzelf begrijp er niet zoveel van, maar ik ben er zeker van dat dit zeer goed nieuws is voor natuurgeleerden (fysici ?)

Inderdaad, snap ik ook weinig van.
In dit geval heeft een machine het bevestigd

Maar blijf het vreemd vinden, dat ze altijd maar 'vinden' wat ze ooit bedacht hebben dat dat wel eens zou kunnen/moeten bestaan..

Dat zijn me een knappe koppen die al 50 jaar geleden kunnen voorspellen/vermoeden waaruit iets bestaat.
uiteraard nog knappere koppen die dit kunnen bevestigen!

Mja, voor iedere bevestiging zijn er 1000'en ontkrachtigingen. Het is inderdaad wel leuk dat er toch iemand juist was.

Goed nieuws voor ons standaard model. Kan iemand met meer kennis van zaken ook verduidelijken wat het "praktische" nut hiervan is ? Wat als dit deeltje niet bestaat en het standaard model blijkt fout, welke gevolgen zijn hieraan verbonden ? Behalve dan dat we opzoek moeten naar een alternatief ?

Als het standaard model niet klopt, dan valt eigenlijk onze hele kennis van hoe alles in elkaar zit ineen. Dat heeft niet directe gevolgen voor jou en mij, maar wel voor een hele grote tak wetenschap. Het zou bv kunnen betekenen dat Sting theory https://en.wikipedia.org/wiki/String_theory. Als deze blijkt te kloppen betekend dat bv dat er een oneidig aantal universums zijn, waar de natuurwetten allemaal anders zijn. Het word een heel ingewikkeld verhaal.

Als het standaard model in takt blijft betekend het dat al onze kennis toto nu toe op waarheid gebaseerd is en niet op een theorie.

Het wordt een beetje een filosofische discussie als je je laatst zin letterlijk neemt. De volledige wetenschap is gebaseerd op theorieën. Maar het idee van een theorie is dat deze voorspellingen doet die gemeten kunnen worden. Het standaardmodel is in die zin erg robuust gebleken (net zoals iets als de relativiteitstheorie).

Het probleem met fundamenteel onderzoek is dat het 'praktisch' nut vaak jaren later volgt (we begrepen zwaartekracht en luchtdruk ver voordat we vliegtuigen gingen bouwen. Elektriciteit werd begrepen voordat we een maatschappij ontwikkelden waar de elektriciteit onmisbaar is geworden). Als je wilt weten wat het 'praktische' nut van het standaardmodel is zul je ben ik bang een jaar of 100 moeten wachten.

"Het standaard model zal altijd blijven kloppen" (op kleine zaken na die we niet goed genoeg begrepen hebben)

"de mens bevindt zich nu eenmaal in een universum waar dit model/wetten geld(en). Als er meerdere universa zijn, zien we dat toch niet door de beperkingen van de geldende wetten in ons universum"

Zijn we mooi van al dat gedoe af... ;-)

Mooie ontdekking na 50 jaar! Blijft fascinerend wat ze allemaal kunnen.
Ik snap er wel helemaal niks van..

En gefeliciteerd Willem de Moor met je 3333ste nieuwsbericht

Die animaties waarbij materie uit drie (of vier of vijf) aan elkaar gelijmde quarks bestaat zijn ook een extreme simplificatie van de werkelijkheid.

[Reactie gewijzigd door Drogo op 14 juli 2015 16:42]

Dit ontgaat mij in zijn geheel, maar ik geloof best dat het een hele belangrijke vinding is.

Lekker, kwark!

Van het weekend een pentakwartaart gebakken. Heb hem niet kunnen proeven want viel na 10^-12 seconden uit elkaar