Melodie van de natuur - Ivo van Vulpen

Dit boek neemt je mee op een reis naar het Standaardmodel. Heel interessnat. Voor mijngevoel komt de sterke kernkrachter wel een beetje bekaaid van af, terwijl daar een Nederlandse natuurkundige de nobelprijs voor heeft ontvangen. Het Standaarmodel bestaat uit elementaire deeltjes en krachtdeeltjes. Er zijn drie groepen elementaire deeltjes, die verschillen in massa.

Up quark               Strange Quark          Top Quark
Down quark          Charm Quark            Bottom Quark
elektron                 Muon                        Tau
Elektron-neutrino Muon-neutrino          Tau-neutrino

De neutrino's gaan verdurend in elkaar over. Dit komt begrijp ik, omdat zijn massa zo klein is dat quantumflucuaties daarin ervoor zorgen dat het elektron-neutrino de massa van een Tau-neutrino krijgt en weer terug en zo verder.

En een stapel krachtdeeltjes, met ieder hun eigenschap en kracht.

Kracht:              elektromagnetische kracht   zwakke kernkracht    sterke kernkracht
Eigenschap:      lading                                    zwakke iso spin        kleur
Deeltje:             foton                                     W+, W-, Z boson      Gluon

Het foton is massaloos dus de elektromagnetische kracht strekt zich oneindig uit. W+ W- en Z bosonen zijn heel erg zwaar, daarom is de rijkwijdte van de zwakke kernkracht erg kort. Gluonen zijn massaloos, maar als ze ver worden uitgerekt knappen ze uit elkaar, zoals elastiek.

Het plaatje wat je hierboven ziet is radioactiviteit, waarbij een neutron wordt omgezet in een proton (en het deeltje dus een ander deeltje wordt, want de eigenschappen van atomen worden bepaald door het aantal protonen), een elektron en een elektron-neutrino.

Het laatste deel van dit boek gaat over de zoektocht en vondst van het Higg-deeltje, een boson dat ervoor zorgt dat deeltjes massa hebben. De ruimte is gevuld met een enorm higgs veld, zo groot als e ruimte zelf, wat deeltjes voelen, als een soort zwemmen in gelei. Deeltjes die dit meer voelen hebben een zwaardere massa dan deeltjes die er makkelijker doorheen gaan.

Het boek legt ook goed uit hoe een deeltjesversneller werkt. Het pad van geladen deeltjes wordt vervormd door magneten, waardoor je weet of het positief of negatief geladen is. Als het deeltje langzaam is wordt het veel meer gekromd dan als het snel gaat. De energie van een deeltje wordt bepaald door het in materiaal een noodstop tot 0 te laten maken. Muonen, die bijna niet interacteren met de buitenwereld, worden in een extra schil hier omheen gedetecteerd. Deeltjes vallen vaak uiteen en andere stabielere deeltjes, maar door de plek waar ze ontstaan kun je beredeneren dat het oorspronkelijke deeltje ooit moet zijn ontstaan.
Het zoeken van deeltjes is vaak een statistische onderneming, waarbij gezocht wordt naar een piek in een bepaalde variatie. Als die piek er is betekent dat dat je die piek niet zonder het bestaan van dat deeltje kunt verklaren.

Ook worden een aantal praktische implicaties van het onderzoek verteld, zoals het bestralen van kankercellen, röntgenfoto's en elektrische centrales.