|
|
|
|
|
Wat zijn de elementaire bouwstenen van MATERIE |
|
Onderzoek de verborgen dimensies van de RUIMTE |
|
Wat bepaalt de richting van TIME |
|
|
|
|
|
|
Hoeveel moleculen H20 zitten er in
een borrel? |
|
Navogadro ~ 6 x 1023 |
|
|
|
Hoe leeg is het heelal? |
|
1 atoom/m3 |
|
(in schijf van melkweg 5/cm3) |
|
|
|
Hoeveel atomen bevat het heelal? |
|
ca 1079 atomen |
|
|
|
|
De wereld om ons heen en het Universum zijn
opgebouwd uit een enorme diversiteit van materialen en vormen van materie
die gewoon waren in het prille begin van het Universum. |
|
Het is
verrassend dat deze grote varieteit gemaakt is van een relatief klein
aantal eenvoudige bouwstenen. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Alle materie is gemaakt van bijna honderd soorten atomen |
|
De kern bestaat uit positieve protonen en
neutrale neutronen – elk zo’n 2000 keer zwaarder dan het elektron. |
|
Het elektron lijkt geen interne structuur te
hebben. Protonen en neutronen zijn echter samengestelde deeltjes. |
|
De quarks lijken weer geen structuur te hebben.
Enkel twee soorten quarks, `up’ en `down’ genaamd, zijn nodig om het proton
en neutron te bouwen (met ladingen +2/3 and -1/3 ten opzichte van de lading
van het elektron van -1. |
|
Er is nog een structuurloos deeltje nodig om het
beeld compleet te maken. Het elektron-neutrino. |
|
|
|
|
Theodore Wulf: meer straling in de top van de
Eiffel toren dan op de grond. |
|
Studies op bergtoppen en met ballonnen:
`kosmische’ straling door showers van hoog-energetische protonen. Nieuwe
soorten deeltjes worden gevonden. |
|
Op de grond vooral muonen. Dat zijn net
elektronen, maar dan 210 keer zwaarder. Muon leeft gemiddeld 2.2 ms en
vervalt in een elektron en twee neutrale deeltjes. Een ervan is het
elektron-neutrino, en de ander is een muon-neutrino, een mogelijk massaloze
neutrale versie van het muon. |
|
De muonen komen van het verval van kortlevende
deeltjes, die soms een derde type quark bevatten: het vreemde quark. |
|
Dus behalve het elektron, elektron-neutrino, up
quark en down quark, hebben we het muon, muon-neutrino en het vreemde quark
nodig. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
De bouwstenen van de natuur vormen structuren,
van protonen to sterrenstelsels. Dit komt omdat deeltjes met elkaar
wisselwerken. |
|
De bekendste kracht is gravitatie. Hierdoor
staan we op aarde en bewegen de planeten rond de zon. |
|
Gravitatie is met name belangrijk in massieve
objecten en is zwak tussen individuele bouwstenen. |
|
Een sterkere fundamentele kracht manifesteert
zich in de effecten van elektriciteit en magnetisme. |
|
De elektromagnetische kracht bind negatieve
elektronen aan de positieve kernen in atomen. Het geeft ook aanleiding tot
de vorming van moleculen en vaste stoffen en vloeistoffen. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CERN 1996: 9 antiatomen gemaakt, maar deze
verdwenen snel |
|
CERN experiment ATHENA in 2002: 50.000
antiatomen waterstof gemaakt |
|
Start Trek’s warp drive? |
|
Alle antiatomen op CERN gemaakt in een jaar: 100
W lamp, kwartier |
|
|
|
|
Voor ieder deeltje bestaat er een antideeltje. |
|
Eigenschappen van antideeltje tegenovergesteld
aan die van het deeltje (bijvoorbeeld de lading, e- en e+). |
|
Deeltjes en antideeltjes worden gemaakt uit
energie volgens de relatie E = mc2. |
|
Als een deeltje en antideeltje van dezelfde
soort elkaar ontmoeten, dan verdwijnen ze in een flits van pure energie.
Dit heet annihilatie. De vrijgekomen energie volgt ook uit E = mc2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ring van 27 km omtrek |
|
100 meter onder de grond |
|
4 interactie punten waar protonen botsen |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Expansie van sterrenstelsels |
|
Edwin Hubble in 1929 expansie |
|
Big Bang Nucleosynthese |
|
CBR – Kosmische microgolf achtergrondstraling |
|
|
|
|
|
|
CBR is residu van de Big Bang. Het gehele
Universum is gevuld met dit licht. |
|
Het oudste licht in het Universum – 13.7 miljard
jaar. |
|
Afdruk van de oorsprong van sterrenstelsels en
grootste structuren in Universum. |
|
De patronen in dit licht encoderen een schat aan
details omtrent de historie, vorm, inhoud en het uiteindelijke lot van het
Universum. |
|
|
|
|
|
|
Kunnen we de geboorte van het Universum in de
Big Bang zien? |
|
Nee! Toen het Universum ongeveer 300,000 jaar
oud was, was het zo heet dat atomen niet konden bestaan. |
|
Het Universum was niet transparant voor licht en
dit verhindert astronomen om terug te kijken naar de Big Bang. |
|
Het bestuderen van de creatie van materie zelf
vereist hoge-energie fysica en experimenten met deeltjesversnellers. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Het Universum expandeert, als veroorzaakt door
een grote explosie, de Big Bang, ongeveer 15 miljard jaar geleden. |
|
In het begin was het Universum onvoorstelbaar
heet; kleiner dan een enkel atoom! |
|
Het Universum is geexpandeerd, T » 3 graden
boven het absolute nulpunt. |
|
Quasars zijn meer dan 10 miljard lichtjaar
verwijderd. |
|
|
|
|
AMS1 op MIR in 1998 |
|
AMS2 op ISS in 200? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Notities