In het standaardmodel van de deeltjesfysica worden alle elementaire deeltjes beschreven, alsook de drie fundamentele natuurkrachten die erop inwerken. De theorie werkt al decennia prima, en tot nog toe hebben zelfs de krachtigste deeltjesversnellers zoals de LHC in Genève er geen manco’s in kunnen ontdekken.
Toch weten fysici dat het standaardmodel niet alles kan verklaren, want tal van fenomenen vallen erbuiten. Denk maar aan donkere energie en materie, en – niet in het minst – de zwaartekracht. Die vierde en laatste natuurkracht kan vooralsnog niet met de andere drie verenigd worden.
Daarom zijn natuurkundigen wanhopig op zoek naar experimenten die hen op z’n minst een suggestie kunnen doen in welke richting het standaardmodel moet worden aangepast of uitgebreid. Helaas laat de natuur – waarvan het fysische experiment de traditionele toetssteen is – niets los.
Slovaakse fysici¹ hopen die aanwijzingen binnenkort te vinden in goudkristallen – een kristal is het strakke raster waarbij in vaste stoffen de atomen en moleculen liggen geordend. Ze hopen dat als ze maar nauwkeurig genoeg naar de kristallen kijken, ze variaties kunnen zien in de zogeheten fijnstructuurconstante. Dat is een fundamentele natuurconstante die volgens de heersende theorieën altijd al dezelfde waarde heeft gehad – ongeveer 1 gedeeld door 137. De constante geeft de verhouding weer tussen de massa van het proton en het elektron, en ze is bepalend voor de sterke van de elektromagnetische kracht.
De natuurkundigen hebben berekend dat een zeer lichte wijziging van de fijnstructuurconstante (die nog onbekende, ‘nieuwe fysici’ zou verraden) te herkennen moet zijn in goudkristallen. Een klomp goud zou hierdoor gedurende één jaar een beetje krimpen. Vooralsnog onmeetbaar weinig, maar de vorsers werken aan technieken waarmee ze die krimp binnenkort hopen te kunnen zien.
Noten
Lukáš Pašteka, Comenius University, Bratislava, Slovakije in Physical Review Letters
Schrijf je in op onze nieuwsbrief
En blijf op de hoogte van de laatste inzichten in wetenschap en technologie.