Higgsdeeltje ligt waarschijnlijk aan de basis van donkere materie
De fysici Lawrence Krauss en James Dent hebben een nieuw hypothetisch model gepubliceerd; het oppert dat het higgsdeeltje waarschijnlijk aan de basis ligt voor de vorming van donkere materie. Dit gebeurde in het vooraanstaand natuurkundig vakblad Physical Review Letters.
De wetenschappers gingen verder op het probleem dat het standaardmodel niet in staat is om een antwoord te bieden op de vraag naar de aard van de donkere materie. In hun zoektocht stuitten ze op het higgsdeeltje, die theoretisch wel de mogelijkheden had om de mysterieuze materievormen te verklaren.
De elementaire deeltjes en de fundamentele natuurkrachten, die deel uitmaken van het standaardmodel, genieten een welbepaalde energiedichtheid. Die waarde is echter aanzienlijk groter dan die van de donkere materie. Alle bosonen, deeltjes die krachten representeren, hebben een veld waarvan ze de drager zijn, en ook dat van het higgs-want het higgsdeeltje is een boson-berust op dit principe. Het veld van het higgsdeeltje is een zogenaamd 'scalair veld', die niet handelt volgens een bepaalde richtingsaanwijzende vector. Krauss en Dent voorspelden nu het bestaan van een andere scalar die invloedrijk kan zijn op het Higgs-boson. Meer bepaald wordt onder extreem hoge energie een nieuw veld gevormd waarin alle fundamentele natuurkrachten huizen; deze zijn verenigd tot één geheel door de buitengewone omstandigheden. De recentelijk aangedragen scalar heeft een energiedichtheid die 0 bedraagt, maar zorgt dat het higgsveld ook kan toetreden tot de verzameling van alle natuurkrachten.Vervolgens kent het zogenaamde 'wipwap-mechanisme', dat fungeert volgens een omgekeerd evenredig systeem, het higgsveld een energetische waarde toe. Indien de energie van het ene veld toeneemt, vermindert die van het andere. Aangezien de fusie met alle fundamentele natuurkrachten over een extreem hoge hoeveelheid energie beschikt, wordt de energie van het higgsveld teruggebracht naar een waarde die exact overeenkomt met het kwantum van de donkere materie die er voorhanden is in het heelal.
Francois Englert heeft Nobelprijs voor Natuurkunde gewonnen
De Belg Francois Englert, de ontdekker van het higgsdeeltje, heeft de Nobelprijs voor Natuurkunde 2013 gewonnen. Hij moest de eer delen met de Brit Peter Higgs, die luttele weken later zijn hypothese publiceerde over hoe deeltjes hun massa verkrijgen, weliswaar uit een volledig ander oogpunt bekeken. De mentor en collega van Englert, Robert Brout, maakte geen aanspraak op de prijs, aangezien niet wordt toegestaan dat de prijs na de dood wordt toebedeeld.
Meer dan dertig jaar geleden is het dat een Belg dit Englert nog heeft voorgedaan. Indertijd werd deze onderscheiding voor scheikundige verdiensten toegekend aan Ilya Prigogine, een Belg van Russische afkomst. Prigogine kreeg de prijs voor zijn werk dat hij verricht had met betrekking tot de thermodynamica. Wel gaat Englert de geschiedenisboeken in als eerste Belgische Nobellaureaat voor de natuurkunde.
De grote vraag die rees in aanloop naar de uitreiking was hoe de academie het probleem van de vijf ontdekkers van het higgsdeeltje zou benaderen. Aangezien de voorwaarden het verbieden, mag de prijs aan niet meer dan 3 personen worden geschonken. De onderzoeksteams publiceerden hun bevindingen met slechts minimale tijdspannes ertussen. Eerst gaven Francois Englert en Robert Brout hun artikel uit op 31 augustus 1964 in Physical Review Letters. Een anderhalve maand later volgde Peter Higgs met zijn ideeën in een andere versie van het tijdschrift waarin de Belgen hun publicatie voltrokken. Hetzelfde jaar maakten ook Gerard Guralnik, Tom Kibble en Carl Hagen hun onderzoeksresultaten bekend. Uiteindelijk ging de onderscheiding toch naar Francois Englert en Peter Higgs. De drie overige wetenschappers voelden zich naar eigen zeggen in de steek gelaten door de Zweedse Academie. Ze beweren immers dat hun werk het meest gedetailleerde was.
Nadat Englert werd ingelicht, reed hij naar de Université libre de Bruxelles, waar een uitbundige menigte hem stond op te wachten. Even later richtte hij zich tot de pers en verklaarde: 'Je kunt je wel inbeelden dat dit niet geheel onaangenaam is, een Nobelprijs winnen'. Vanop het balkon van zijn appartement in Ukkel zei nog dat hij blij is, maar bedroefd dat zijn collega Robert Brout er niet bij is.
Ook zal een bol van het Atomium zijn naam dragen, meer bepaald wordt de onderste bol de 'Sphère Francois Englert' gedoopt. Een andere bol werd reeds vernoemd naar Ilya Prigogine.
Vorig jaar was het al spannend afwachten naar de uitreikingen van de Nobelprijs, maar deze werd dan gewonnen door de Franse Serge Haroche en de Amerikaan David Wineland. De experimentele fysici kregen die omdat ze een manier gevonden hadden die toestond deeltjes te onderzoeken zonder dat ze ophielden te bestaan.
Mogelijk meer kenmerken die instaan voor de indeling van zwarte gaten
Zwarte gaten hebben waarschijnlijk nog meer eigenschappen waarop de indeling ervan berust. De tot nu toe geldende eigenschappen zijn de massa en het impulsmoment, die de rotatie van het zwart gat aangeven. Het zijn de kenmerken die de algemene relativiteitstheorie van Einstein oppert. De erkenning van enige vorm van bijvoorbeeld een elektrische lading was tot dusver niet aan de orde.
John Archibald Wheeler, een natuurkundige van Amerikaans origine, verklaarde eens: "Zwarte gaten hebben geen haar". Nu probeerden Italiaanse fysici het tegendeel te bewijzen.
De zogenaamde 'tensor-scalartheorieën', vergelijkingen die voortvloeien uit de algemene relativiteitstheorie, stelden dat zwarte gaten een bepaalde lading zou vrijgeven bij de absorbtie van materie. Wel zou deze weinig overeenkomsten vertonen met de elektrische lading.
Verder onderzoek naar de zwaartekrachtsgolven kunnen misschien de hypothese onderschrijven, doordat deze golven zich anders gedragen bij 'kale' dan bij 'harige' zwarte gaten.
Britse wetenschappers zijn erin geslaagd om de hypothese, dat er aminozuren (waaruit eiwitten zijn opgebouwd) gevormd worden bij komeetinslagen, experimenteel te onderschrijven. Het was een andere onderzoeker die al in staat was om door middel van computersimulaties deze potentiële theorie naar voren te brengen. Hij hanteerde volgend criterium: de energie die voortvloeit uit de inslag kan gedeeltelijk benut worden bij het proces dat inhoudt dat koolwaterstoffen worden omgezet in verscheidene moleculen (bijvoorbeeld aminozuren). Teneinde deze resultaten af te leveren werden bij het experiment stukken ijs, die dezelfde samenstelling genoten als kometen, beschoten met projectielen.
Voorts stelden de wetenschappers nog dat de grondslagen van het leven op aarde waarschijnlijk werden gelegd door hetgeen bovenstaande bevindingen opperen.
Natuurkundige Jorgen D'Hondt neemt als enige Belg deel aan Davos-top in China
De Belgische fysicus Jorgen D'Hondt zal ons land als enige vertegenwoordigen op de wereldbefaamde Davos-top in het Chinese Dalian, een evenement waar leiders met economische en politieke belangen vergaderen over vooruitgang betreffende de maatschappij en economie. D'Hondt kreeg de prijs van Young Scientist 2013 toegekend en werd hierdoor uitgenodigd voor de Summer Davos, georganiseerd door World Economic Forum. Daar zal hij deze onderscheiding voor de meest uitmuntende en vooraanstaande wetenschappers, jonger dan veertig jaar, in ontvangst nemen.
Jorgen D'Hondt vervult een functie als professor aan de Vrije Universiteit Brussel en is het hoofd van het Inter-university Institute for High Energies. Daarnaast fungeert hij als voorzitter van de Jonge Academie en is hij werkzaam bij de Raad van Bestuur van het CERN.
Natuurkundigen hebben het bestaan van een nieuw element experimenteel onderschreven. Het betreft meer bepaald een superzwaar atoom dat zo'n 115 protonen heeft die in zijn kern huizen. Het element werd de naam ununpentium toegekend, verwijzend naar de Latijnse uitdrukking voor 115. Indien het bestaan van een nieuw atoom in de tabel van Mendeljev wordt gestaafd, krijgt het een nieuwe naam toebedeeld.
Een dunne strook americium, die gebombardeerd wordt met 95 calciumionen, liggen ten grondslag aan de isolatie van ununpentium. Uit het bombardement volgt het ontstaan van een nieuw atoom met 115 protonen in zijn kern. Weliswaar slaagden de experimenteel natuurkundigen er niet in om het een langdurig bestaan te gunnen in het laboratorium, aangezien het atoom geen stabiele omstandigheden kent omdat het vervalt na een tiende van een seconde naar een lichtere atoomsoort. Bij dit proces worden fotonen vrijgegeven, dewelke de onderzoekers konden detecteren en hun energie bepaalden. De energie die de lichtdeeltjes in het experiment hadden, strookten met de informatie over de energetische waarde die de fysici verkregen uit de berekeningen. Deze bijdrage moest fungeren als identificatiemiddel voor het element.
Anno 2004 poogden Russische natuurkundigen al eens om tot bovenstaande bevindingen te komen. Hun aanvraag om ununpentium op te nemen in het periodiek systeem werd toen afgewezen omdat een werkgroep voor de internationale bonden voor fysica en scheikunde opperde dat hun theorie te weinig berustte op betrouwbare criteria. De onderzoekers benutten dezelfde werkwijze van het eerste experiment dat werd uitgevoerd. Dit betekent dat de Russen destijds correcte resultaten hadden afgeleverd.
De vondst van element 115 wordt nog geëvalueerd opdat de knoop kan worden doorgehakt wat betreft de opname ervan in de tabel van Mendeljev.
Nederlandse fysicus oppert vereniging van krachten standaardmodel
De Nederlandse fysicus Walter Van Suijlekom heeft een mathematische overkoepeling van de 4 krachten van het standaarmodel op poten gezet. Indien deze hypothese wordt onderbouwd, kan dit aanzien worden als een zeer grote vooruitgang wat betreft de vervollediging van de unificatietheorie.
De natuurkundige gaat voort op de algemene relativiteitstheorie van Einstein. Met behulp van een systeem uit de mathematische fysica komt hij tot de vaststelling dat 3 verschillende lagen ruimtetijd aan elkaar grenzen zonder enige ruimte tussen hen in te laten. Het betreft het elektromagnetisch deel, de laag van de zwakke kernkracht en de laag van de sterke kernkracht. Einstein opperde in zijn algemene relativiteitstheorie het bestaan van 1 ruimtetijd, iets wat nu weerlegd wordt door Van Suijlekom. Hij bepaalde ook de afstand tussen de drie delen. Hieruit volgt dan dat de aarde 2 schaduwbeelden geniet en de mens leeft simultaan in de drie werelden.
Van Suijlekom bewees dat de gravitatie een product is van de buiging van de drie ruimtetijdlagen tezelfdertijd.
Aan de hand van het criterium die de berekeningen bieden, valt het bestaan van een nieuw deeltje op te maken, het zogenaamde 'sigmadeeltje'. Het deeltje geniet als enige de mogelijkheden om te springen van de laag van de elektromagnetische kracht en de zwakke kernkracht naar de ruimtetijd van de sterke kernkracht. De kans is slechts zeer miniem dat het wordt gedetecteerd in een deeltjesversneller, maar Walter Van Suijlekom hoopt dat onderzoekers het waarnemen in het universum. Alleen het higgsdeeltje kan zijn locatie wijzigen van de elektromagnetische ruimtetijd naar die van de zwakke kernkracht. Alle dergelijke deeltjes doen zich voor in één laag of in alle drie de lagen tegelijk.
De hypothese van de Nederlandse fysicus werd op uiteenlopende commentaar onthaald.
Waarnemingen verricht inzake de variatie van smaak bij neutrino's
Fysici hebben voor de eerste maal experimenteel aangetoond hoe neutrino's variëren van muon-neutrino's naar elektron-neutrino's. De deeltjes onderscheiden zich in 3 smaken: het muon-neutrino, het elektron-neutrino en het tau-neutrino. Neutrino's zijn in staat om een overgang te maken van een bepaalde smaak naar een dergelijke, een zogenaamde neutrino-oscillatie.
De onderzoeksresultaten werden verkregen met behulp van het T2K-experiment, waarbij de Japanse Kamiokande-deeltjesversneller werd benut. Teneinde 22 elektron-neutrino's op te tekenen bij hun aankomst, werd een verzameling muon-neutrino's gelanceerd. Indien er zich geen variatie van smaken voordeed, dienden op de bestemming 6 elektron-neutrino's waargenomen te worden. Hieruit volgt dan ook dat er 16 muon-neutrino's waren die zich transformeerden tot de andere vorm.
Natuurkundigen menen dat bovenstaande bevindingen hun betrekking kunnen hebben tot nader onderzoek naar de donkere materie. Meer bepaald zouden ze dit experiment ook willen uitvoeren met anti-neutrino's, en kijken of deze overeenstemmen, wat betreft neutrino-oscillatie, met de 'gewone' versie van de deeltjes. Het zou een verklaring kunnen bieden voor de talrijker aanwezigheid van 'normale' materie in het universum dan antimaterie.
Sterrenkundigen hebben voor de eerste maal de kleur van een exoplaneet weten vast te stellen. De afstand van de gasreus tot zijn ster is slechts zeer gering, en bijgevolg bedraagt de temperatuur er dan ook waarden die oplopen tot de 1000 graden Celsius. Er scheert ook een wind langs het oppervlak met een snelheid van zo'n 7000 km / h.
Voorheen werden er nog geen accurate beelden verworven wat betreft de kleur van exoplaneten. Teneinde deze te achterhalen van de planeet in kwestie (genaamd HD 189733) moesten de lichthoeveelheden met veel toewijding onder de loep genomen worden. Ze werden bepaald op de tijdstippen waarbij de planeet de posities naast, voor, en achter zijn ster innam. De gehele hoeveelheid daalde in waarde nadat de gasreus zich verplaatste naar de locatie achter zijn zon. Ook was er een zeker kwantum blauw minder opgenomen in het spectrum. De andere kleuren werden echter wel hierin behouden. Uit dit feit valt dan ook op te maken dat het hemellichaam een azuurblauw uitzicht geniet.
Nader onderzoek van bovenstaande bevindingen geeft gegevens vrij over de oorsprong van de kleur. Siliciumdeeltjes zouden in de dampkring een smeltproces ondergaan en glasscherven vormen. De scherven manipuleren dan op hun beurt het licht.
Constructie van extreem kleine deeltjesversneller met lasertechnieken
Experimentele fysici uit Texas hebben de constructie van een extreem kleine deeltjesversneller, waarbij het principe berust op lasertechnieken, volbracht. De machine zou inmiddels een half miljard elektronen tot een snelheid van 2 gigaelektronvolt (GeV) hebben aangezet. Deze energie werd bovendien nog eens samengebracht in subatomaire deeltjes, wat resulteert in een zeer groot kwantum energie per elektron. Het vergt twee deeltjesversnellers die elk overeenstemmen qua lengte met een rugbyveld om dit te evenaren. De machine die door de natuurkundigen werd benut, is 10.000 maal kleiner.
Er werd reeds een versneller gebouwd in de jaren zeventig die steunde op lasertechnieken. Meer bepaald zenden de wetenschappers een kleine lichthoeveelheid in de vorm van een korte laserstraal in de richting van de gaswolk. Door dit proces transformeert het gas naar geladen deeltjes, zogenaamde 'geïoniseerd plasma'. Deze deeltjes vormen samen grote velden, waardoor de elektronen vervolgens in beweging worden gezet. De fysici slaagden erin om deze snelheid een hogere waarde toe te kennen dan voorheen.
Bovenstaande procedure kan vergelijkt worden met een speedboat in het water. Men plaatst de boot (laser) in het water terwijl de motor in werking is getreden. De boot verplaatst heel wat water eenmaal hij in het water valt. De spetters die hieruit voortkomen, representeren de elektronen. Deze planten zich voort door de invloed dat ze ondergaan hebben door de boot.
De ontraadseling van het tweede luik dat deel uitmaakt van het vermoeden van Goldbach werd werelkundig gemaakt. De mathematische hypothese kon tot nu toe nog niet gestaafd worden. Het is van groot belang om te onderstrepen dat het hier slechts het tweede onderdeel betreft. Het vermoeden bestaat enerzijds uit de eerste stelling die beweert dat elk even getal groter dan 2 de som is van twee priemgetallen. De andere oppert dat elk oneven getal groter dan 5 overeenkomt met de som van drie priemgetallen. Op die manier staat 8 gelijk aan 5+3 (twee priemgetallen). 12 is gelijk aan 7+5+3 (drie priemgetallen). Het bewijs werd nu geleverd voor het zogenaamde zwakke vermoeden van goldbach, waarbij sprake is van de inwerking van drie priemgetallen.
Oude sterren verscheuren hun planeten als gevolg van extreme gravitatie
Recente onderzoeksresultaten hebben een nieuwe hypothese in het leven geroepen aangaande de verscheuring van planeten door extreme gravitatievelden, uitgeoefend door oude sterren.
Astronomen voerden metingen uit op 142 sterren in ons sterrenstelsel. Terwijl waarnemingen werden verricht naar de zogenaamde 'hot jupiters' (planeten die dichter staan bij hun ster dan Mercurius bij onze zon), merkten ze iets heel eigenaardigs op. De oude sterren (subreuzen) hadden bijna geen enkele zulke planeet in een baan rond zich cirkelen. De verouderde hypothese luidt immers dat de grote massa van de hemellichamen aan de oorzaak zou liggen: deze zou de plaats waar de planeetvorming van de hot jupiters plaatsvindt zodanig manipuleren waardoor dit proces aan banden wordt gelegd.
De sterrenkundigen maakten gebruik van sterrenclusters (een grote verzameling sterrenstelsels) om hun hypothese experimenteel te onderbouwen. In clusters zijn er relatief kleine afstanden tussen jonge sterren, maar oude sterren staan verder van elkaar af. Massieve sterren houden het snel voor bekeken, waaruit volgt dat in die oude clusters de hemellichamen heel dicht op elkaar zitten. Vervolgens diende zich een nieuw probleem aan: er waren onderling grote afstanden tussen de subreuzen met planeten, iets dat duidt op het feit dat deze veel ouder waren dan voorheen werd aangenomen. De conclusie verstrekte nieuwe informatie: de sterren moeten een grotere massa hebben omdat ze anders reeds lange tijd een supernova zouden teweeggebracht hebben.
De opstelling van hun hypothese rees uit de waarheid dat jonge sterren (naar astronomische normen) hot jupiters hebben die een baan rond hen vervolledigen, maar subreuzen niet. Hun bewering oppert dat de kwestie zich voordeed toen de ster nog begon aan te dikken tot subreus. Dan traden extreme gravitaire schommelingen in werking, waardoor de plaats van de vorming van de hot jupiters een zodanige invloed onderging en de planeten verhakkelt werden in ontelbare stukken.
Over 6 miljard jaar zal dit scenario op onze aarde van toepassing zijn.
Een verzameling van internationale astronomen heeft observaties verricht in verband met de hoeveelheden lithium in oude sterren. Deze kwanta zouden namelijk dezelfde waarden hebben als die, beschreven door de oerknaltheorie. Minder recente waarnemingen stelden dat de hoeveelheden in een bepaalde tijdspanne kort na de oerknal aanzienlijk hoger moesten zijn.
De theorie van de oerknal duidt op het gegeven dat kort na de oerknal de materie voor 99,99 percent uit waterstof en helium was opgebouwd. Tevens vonden de elementen lithium en beryllium hun oorsprong. De oudere waarnemingen namen aan dat lithium-6 een aandeel had in de opbouw van de 'oude' sterren, het was zo'n 200 keer groter is dan het oerknalmodel oppert. Ook werd de aanwezigheid van lithium-7 3 tot 5 maal onderschat ten opzichte van de bepalingen van de eerdere observaties.
De sterrenkundigen konden accurate informatie vergaren over de oorzaak van de incorrecte bevindingen. De fouten deden zich voor na een slordige combinatie van onnauwkeurige meetgegevens en afrondingen in de verworven data. Het nauwgezet bestuderen van de kwanta lithium in oude sterren vergt heel veel moeite, lithium-6 spant hierbij de kroon van het element. Laatstgenoemde laat zwakke sporen na in het spectrum van de sterren. Door de gemoderniseerde apparatuur kwam de waarheid over de kwestie aan het licht.
Astronomen hebben belangrijke nieuwe inzichten verworven inzake de vorming van sterrenstelsels. Verscheidene computersimulaties werden benut om tot een accuraat beeld te komen, dat aanwijst dat het vormingsproces voortkwam uit koude gassen die zich in zogenaamde filamenten (een spiraalvormige structuur) voortbewegen naar het centrum van het stelsel. Vervolgens beginnen de gaswolken nieuwe sterren te produceren.
Voorheen luidde de gangbare gedachte dat reusachtige verzamelingen van sterren zichzelf vervolledigden door een toevoer van gassen met een hoge temperatuur. Laatstgenoemden verplaatsten zich ook naar de centra van de stelsels. Botsingen traden in werking, met schokgolven en verhitting tot gevolg. Tenslotte koelden ze af en 'zonken' ze naar het centrum. Het proces strekte zich uit over een periode van 8 miljard jaar.
Sterrenkundigen ondersteunen nu andere bevindingen omdat de oude immers irrelevant zijn voor sterrenstelsels met een relatief kleine omvang. Ze riepen daarom een nieuwe hypothese in het leven die hierop toepasbaar is. Koud gas zou hierbij zich voortbewegen door middel van filamenten naar de kern van het object.
Er worden nu 4 supercomputers benut voor berekeningen te verrichten opdat nieuwe oorzaken van de vorming van melkwegen zich zouden aandienen.
Het onderzoek werd hiermee reeds getoetst en de bevestiging werd geleverd dat het gas doorstroomt via filamenten. Ook kon er nog worden opgemaakt dat het tijdens de aantocht zich met een hogere snelheid wendt rond de filamenten dan voorheen werd aanvaard.
Het gas zou bovendien sneller arriveren dan het geval is met de hete gassen, meer bepaald na een tijdspanne van 1 miljard jaar.
Ontdekking exoplaneet, steunende op de algemene relativiteitstheorie
Astronomen hebben een exoplaneet voor het eerst waargenomen met behulp van technieken die onderbouwd zijn door de algemene relativiteitstheorie. De planeet luistert naar de naam Kepler-76b en bestaat vrijwel integraal uit gassen. Hij voltooit zijn omloopbaan rond zijn ster in een hele korte periode.
Het overgrote deel van de planeten buiten ons zonnestelsel wordt gesignaleerd doordat die hemellichamen hun moederster aanzetten tot minimale vibraties. Een andere techniek betreft het waarnemen van blokkades van sterlicht, veroorzaakt door de passerende planeet.
De nieuwste methode komt voort uit zeer kleine veranderingen die zich voordoen van het licht die de ster vrijgeeft. Volgende onderbouwingen bieden hiervoor een verklaring:
De eerste reden heeft betrekking tot de algemene relativiteitstheorie. Aangezien een gravitaire interactie in werking treedt, varieert de afstand tot ons met heel kleine bedragen. Het wordt achterhaald door heldere en zwakkere waarnemingen van dezelfde ster.
Vervolgens bestaan er nog twee redenen die inhouden dat getijdenkrachten verantwoordelijk zijn voor de wijzigingen in de omvang van de planeet. Met als gevolg dat het hemellichaam sterrenlicht reflecteert.
Toch slagen de sterrenkundigen er niet in om constante meetresultaten van de helderheid af te leveren doordat ze het zonnestelsel niet vanuit eenzelfde hoek kunnen benaderen tijdens de omloop van de planeet.
Kepler-76b beslaat voor 25 procent een groter volume dan Jupiter en is circa 2 maal zo zwaar als de gasreus uit ons zonnestelsel. Bovendien blijkt uit metingen dat er hevige stormen woeden en onrustigheden zijn in de atmosfeer van Kepler-76b.
Onderzoek naar de invloed van gravitatie op antimaterie
Experimentele fysici van het CERN hebben voor de eerste maal proeven uitgevoerd met betrekking tot de invloed van de zwaartekracht op antimaterie.
Indien antimaterie in aanraking komt met zichtbare materie volgt een proces, genaamd 'annihilatie'. Meer bepaald worden het deeltje en zijn antideeltje omgezet in energie. Enkel deeltjesversnellers slagen erin om dit te omzeilen. Het project kwam tot stand met behulp van de onderzoeksgroep 'Alpha experiment', die deel uitmaakt van CERN, in samenwerking met natuurkundigen van de Universiteit in Berkeley.
Antiwaterstof werd in vrije val gebracht, een toestand waarin het object in kwestie gewichtloos is. De stof is opgebouwd uit een anti-proton met negatieve lading en een positief positron, de tegenhanger van het elektron.
Deze test is op poten gezet omdat wordt aangenomen dat materie en antimaterie een gelijke massa hebben, maar hiervoor ontbreekt nog het vereiste bewijsmateriaal. Aangezien de grootheid geldt als een belangrijke factor in mathematische onderbouwingen van gravitatie, wordt het gedrag van de deeltjes onder invloed van zwaartekracht ook nauwgezet bestudeerd. Het experiment heeft nog een relatief grote foutmarge en wordt de komende jaren nog meer aangescherpt om nauwkeurige resultaten af te leveren. Er is wel reeds vrijgegeven dat antiwaterstof circa 110 keer zwaarder is dan 'gewone' waterstof. Ook is de hypothese dat antideeltjes een massa met negatieve waarden zouden hebben nog niet ontkracht. Indien die deeltjes inderdaad bijzondere eigenschappen bezitten om in de richting te vallen die tegengesteld is aan de aardse gravitatievector ( dus omhoog vallen), dan doen ze dat onder alle omstandigheden met een snelheid die een waarde heeft van minder dan 65 maal de valversnelling.
Algemene relativiteitstheorie opnieuw aan proeven onderworpen
De algemene relativiteitstheorie van Einstein is nogmaals aan proeven onderworpen waarvan de uitslag al dan niet de correctheid van de theorie zal bevestigen. De experimenten zijn wel van nooit geziene geaardheid. Zo zouden ze namelijk de reikwijdte testen van de theorie in heel extreme omstandigheden (gravitatievelden met enorme waarden).
De astronomen troffen een dubbelster aan, bestaande uit een buiten proportie zware neutronenster (een ster aan het einde van zijn leven) en een witte dwerg (ook een ster die dreigt op te houden met bestaan). De neutronenster draait zo'n 25 keer rond zijn as in 1 seconde. Er worden radiogolven vrijgegeven, die eenmaal ze de aarde bereikt hebben, waargenomen worden door middel van radiotelescopen. Optische telescopen werden benut om straling, afkomstig van de witte dwerg, vast te stellen. Die witte dwerg vervolledigt zijn baan om de pulsar in 2,5 uur. Laatstgenoemde wordt beschouwd als de restanten van een supernova. Een witte dwerg is dan weer een verschrompelde ster die ook als gevolg van een supernova aan zijn einde is gekomen.
De uitbreiding van de speciale relativiteitstheorie met betrekking tot gravitatie, de algemene relativiteitstheorie, schijnt irrelevant indien extreme omstandigheden in werking treden. Een goed voorbeeld daarvan zijn de eigenschappen van zwarte gaten en de situaties die daaruit volgen. Er werden reeds verscheidene wiskundig onderbouwde modellen opgezet met als doel de mathematische illustratie van hun toestanden te bieden. Deze theorieën worden nu nagetrokken met de proef.
Dubbelsterren geven grote kwanta elektromagnetische straling af, met als gevolg dat hun energetische waarde keldert. Hierdoor vermindert de afstand tussen de twee objecten. Volgens de tweede wet van Kepler cirkelen ze dan sneller rond elkaar. Deze opvatting wordt trouwens ondersteund door de algemene relativiteitstheorie en de dergelijke hypotheses.
De sterrenkundigen hebben tezelfdertijd beelden verkregen van de witte dwerg en de elektromagnetische straling ( die in pulsen wordt uitgezonden) opgetekend. De bevindingen zijn zo accuraat dat een minieme wijziging in de omlooptijd van een 8 miljoenste van een seconde per jaar kan gemeten kan worden. Dit komt overeen met de voorspelling die Einstein met zijn algemene relativiteitstheorie deed.
De TU Delft is een stadium dichter bij de ontwikkeling van kwantumcomputers. Ze brachten een kwantumverstrengeling tot stand van twee elektronen. De subatomaire deeltjes werden onderschept in een diamant waardoor ze zich in zo'n toestand bevonden. Hiermee is dan ook de bevestiging geleverd dat diamant een uitstekende stof is voor zo'n experimenten tot een goed einde te brengen.
De afstand tussen de twee elektronen bedroeg 3 meter. Volgens de beschrijving van de kwanumfysica hadden ze elk een tegengestelde spin (draairichting). Het kan gezien worden als een signaal dat een geslaagde kwantumverstrengeling aangeeft.
De experimentele fysici van de TU Delft vermeldden nog dat een volgend stadium kwantumteleportatie zal inhouden. De techniek van de kwantumverstrengeling schept de mogelijkheid om de toestand van een deeltje over te brengen naar een ander deeltje, ook als er een zeer grote afstand te overbruggen valt. Het is immers niet de materie zelf die verplaatst wordt.
Sterrenkundigen hebben voor de eerste keer waarnemingen voltooid met betrekking tot exoplaneten met een gelijkaardige grootte. Bovendien voldoen ze aan nog een conditie om potentiële levensvormen een overlevingskans te kunnen bieden. De afstand tot hun ster behoort tot de categorie van levensvatbare planeten. Die ster stemt ook nog eens overeen qua eigenschappen en omstandigheden met onze zon.
Het betreft hier meer bepaald de hemellichamen Kepler-62e en Kepler-62f. Om ze waar te nemen, hanteerden de onderzoekers de zogenaamde 'transitmethode'. Er worden namelijk beelden verkregen van een bepaalde planeet, omdat deze zich voortbeweegt langs zijn ster en daardoor een deel van het licht blokkeert. De hoeveelheid die wordt tegengehouden en de lengte van het tijdsinterval tussen twee blokkades bieden de astronomen de mogelijkheid om de grootte van de planeet en de afstand tot de ster op te tekenen.
Er heerst momenteel nog onduidelijkheid over de capaciteiten van de planeten om wel degelijk geschikt te zijn voor leven. Het is nog niet zeker dat de hemellichamen beantwoorden aan 1 voorwaarde: het hebben van een atmosfeer. Er dient wel vermeld te worden dat de afstand te groot is voor de Kepler-telescoop om beelden te verwerven. De resultaten worden gezien als een meerwaarde om te weten op welke locaties de levensvatbare planeten zich bevinden. Indien men deze taak vervuld heeft, kan men een statische analyse opmaken. Vervolgens heeft men gegevens verkregen over de planeten die de sterrenkundigen nauwgezet moeten bestuderen. Tenslotte valt er uit de waarnemingen te besluiten of de planeten omgeven zijn door een dampkring.
Magnetisch veld wijzigen door middel van laserstralen
Experimentele fysici met Amerikaanse en Griekse nationaliteit beschrijven een experiment in het vakblad Nature inzake de wijziging van een magnetisch veld door middel van laserstralen. Ze brachten meer bepaald veranderingen aan in een tijdsinterval van 1 femtoseconde, een biljardste deel van een seconde.
Het doel dat de wetenschappers met de proef trachtten te bereiken is de variatie van ferromagnetisme naar antiferromagnetisme. Eerstgenoemde is het verschijnsel waarbij magnetische momenten (een maat die representatief is voor de sterkte en de richting van een zo'n veld) met betrekking tot atomen zich evenwijdig opstellen tegenover elkaar. Vervolgens wordt er een spontaan magnetisch veld gecreërd met een grote capaciteit. Bij antiferromagnetisme vindt de tegengestelde reactie plaats. Daar is er bovendien geen sprake van spontane ontwikkeling van zulke krachten en vormt zich een veld met afgezwakte capaciteit. Hetgeen aan de basis ligt van de overgang is de wijziging van de zogenaamde "aangeslagen toestand". Dit wordt kwantumfysisch omschreven als een verhoging van de energetische waarde doordat een elektron zich verplaatst van de ene schil naar een andere. Er stelt zich wel een conditie: dit moet binnen eenzelfde atoom gebeuren. In bovenstaand vermeld geval werd het proces in gang gezet door de inwerking van licht (fotonen) op het experiment.
De bevindingen laten zich potentieel ook gelden binnen de informatische industrie. Het snel doorvoeren van de overgangsfase tussen de twee magnetismevormen zou de werkingssnelheid van een harde schijf als onderdeel van een computer aanzienlijk kunnen opvoeren. Opgeslagen gegevens zouden dan veel sneller opgehaald kunnen worden.
