2012, 14 juli
Dansen om het Higgs-boson.
Dit praatje is meer een aankondiging van enkele buitengewoon leuke en leerzame videootjes. Het draait allemaal om het Higgs-boson. Degenen die dit lezen, zullen er zeker van gehoord hebben. Met de rest van de wereld kan ik hier niet zoveel.
Het Higgs-boson is een serieuze zaak. Het heeft een godsvermogen gekost om een aanwijzing te krijgen voor het bestaan ervan, dus is het ook niet zo gek dat de voorlichters van CERN en Fermi-lab soms het woord God Particle in de mond nemen.
Ik heb een paar filmpjes gevonden die deels heel leerzaam zijn, deels heel komisch. Sommige zijn allebei.
Ik heb ze aan mijn Nerd-setje gehangen niet omdat ik meen dat de hele fysica een nerd-fenomeen is, maar wel omdat het vakgebied een hoog nerdgehalte heeft. En dat bedoel ik dan uiteraard positief.
Superintelligente breinen die bereid zijn zich net zo lang als nodig is te focussen op supercomplexe vraagstukken die te maken hebben met de essentie van de wereld waarin wij leven. En, heel belangrijk, die van de samenleving ook de gelegenheid en de erkennig (hoewel?) krijgen om hun talenten en gedrevenheid hiervoor in te zetten.
Kortom, ik vond Higgs wel een leuke aanleiding om weer eens mijn grote sympathie voor de nerd te tonen.
Dan nu het Higgs-boson. Uitleggen hoe dat precies zit, is geen sinecure. Maar met de hier genoemde filmpjes kom je een aardig eind. Essentie van het verhaal is dat de deeltjes waaruit de natuur is opgebouwd van zichzelf niet zoiets als de eigenschap massa bezitten. In de klassieke natuurkunde is massa een maat voor de mate waarin voorwerpen zich verzetten tegen een verandering van hun snelheid. Bij deeltjes met weinig massa gaat dat 'makkelijk', een kleine kracht (gedurende een kortere tijd) volstaat, bij deeltjes met veel massa moet je meer je best doen: harder trekken of duwen, d.w.z. een grotere kracht over een langere periode. Een deeltje zonder massa kan niet anders dan met de lichtsnelheid bewegen. Er bestaan zulke deeltjes: fotonen (lichtdeeltjes). Sterker nog, alle elementaire deeltjes zijn van zichzelf massaloos.
Maar dan zou alles dus met de lichtsnelheid rondvliegen. Even ergens bij stilstaan zou onmogelijk zijn. Het is duidelijk dat we niet in zo'n wereld leven, hoewel het soms angstig die kant op lijkt te gaan. Niet alles vliegt met de lichtsnelheid rond en dat komt omdat de meeste elementaire deeltjes 'last hebben' van het zogenoemde Higgs-veld. Dit is een fenomeen dat zich over de hele ruimte uitstrekt (150 jaar geleden hadden we het de ether genoemd). Fotonen merken er niets van en bewegen daarom met de lichtsnelheid, andere deeltjes wel. De een wat meer dan deander en dat uit zich in het feit dat het ene type deeltje wat makkelijker van snelheid verandert dan het andere. Anders gezegd: het elektron heeft een kleinere massa dan het proton. De klassieke eigenschap 'massa' is dus eigenlijk vervangen door een nieuwe eigenschap: de intenstiteit van de wisselwerking van een deeltje met het Higgs-veld. In de volgende filmpjes wordt dat op verschillende manierenin beeld gebracht.
1. Dit is een briljant maar serieus tekenfilmpje afkomstig van CERN.
2. De BBC staat bekend om zijn uitstekende wetenschapsvoorlichting. Met name de simulatie van het Higgs-veld is hier illustratief.
3. Ze Frank doet het op zijn eigen manier. Erg leuk gedaan.
4. Dit is vette pret: jacksfilms
5. Terug naar de ernst van de zaak. Dit zijn drie uiterst instructieve filmpjes. Heel goed.
P.S.
Natuurlijk is het altijd weer complexer dan we hiervoor beweerden. Niet alle massa is het gevolg van het Higgs-mechanisme. Dat geldt in het bijzonder voor deeltjes als protonen en neutronen waarvan de massa vrijwel volledig wordt bepaald door de kinetische energie (Einstein) van de quarks en gluonen waaruit zo'n deeltje is opgebouwd.
