Standaardmodel

Alles om ons heen bestaat uit deeltjes. Die zijn onderhevig aan verschillende krachten. Met het standaardmodel kunnen onderzoekers voorspellen hoe de deeltjes zich onder invloed van die krachten gedragen. Maar het standaarmodel is nog niet compleet.

Hij is regelmatig in het nieuws: die enorme deeltjesversneller in Zwitserland. En zelfs in de thriller van Dan Brown komen we de versneller tegen. Maar wat doet die nou precies? En over wat voor deeltjes hebben we het dan? We gaan 200 jaar terug in de tijd. Het atoom wordt ontdekt. En men denkt dat het ondeelbaar is. Dat wordt jarenlang gedacht... tot ontdekt wordt dat atomen uit elektronen, protonen en neutronen bestaan. Opnieuw wordt gedacht dat die delen ondeelbaar zijn. En opnieuw slaan ze de plank mis. Protonen en neutronen blijken namelijk te bestaan uit quarks. Zo’n quark is dus het ondeelbare deeltje, ook wel elementair deeltje genoemd.. En er wordt ontdekt dat er nog veel meer van die elementaire deeltjes bestaan. Deze elementaire deeltjes worden gezien als de bouwstenen van alles. Maar.. je kunt alleen bouwen als je ook cement hebt om die bouwstenen aan elkaar te maken. En dat cement zijn krachten. We kennen vier natuurkrachten: 1 is de zwaartekracht. Als ik een bal loslaat zorgt deze kracht ervoor dat hij valt. 2 is de elektromagnetische kracht. Die zorgt ervoor dat een lamp brandt. 3 is de zwakke kracht. Lastig uit te leggen wat hij precies doet maar hij speelt een rol bij radioactiviteit. 4 is de sterke kracht. Deze kracht houdt de deeltjes in een atoomkern bij elkaar. Het is onderzoekers gelukt om een theorie te maken die drie van de vier krachten beschrijft: de elektromagnetische kracht, de zwakke en de sterke kernkrachten. En dat noemen we het standaardmodel. Met dit model kun je dus precies voorspellen wat die elementaire deeltjes gaan doen als ze een van deze drie krachten tegenkomen. Helaas snappen de theoretici nog steeds niet goed hoe je beschrijft wat er gebeurt als een deeltje last krijgt van de vierde kracht; de zwaartekracht. En dan komen we nu weer terug bij waar ik begon: de deeltjesversneller. Want het is heel lastig om elementaire deeltjes in een gewoon laboratorium te bestuderen. Punt is dat ze heel klein zijn, heel instabiel zijn en vaak maar heel kort bestaan. En dan biedt een deeltjesversneller de uitkomst. Hierin worden protonen of elektronen met zo ongeveer de lichtsnelheid op elkaar geschoten. Als die botsen, breken ze eigenlijk in stukjes; en zo ontstaan dan de elementaire deeltjes. En die worden met enorme apparaten heel nauwkeurig bestudeerd. Aan het experiment met de deeltjesversneller in Zwitserland werken tienduizend mensen uit vijftig landen mee. Met spanning wachten ze op meetresultaten. Wie weet leidt het tot heel nieuwe ontdekkingen. Want hoe precies en veelomvattend het standaardmodel ook is, het is niet compleet.