2016 zou weleens het jaar kunnen zijn van enkele grote ontdekkingen in de fysica: de identificatie van een nieuw deeltje door de geüpgradede deeltjesversneller loert mogelijk om de hoek, zwarte materie verschijnt misschien in een ondergronds lab en wie weet ontdekken we sporen van gravitatiegolven zoals voorspeld door Albert Einstein.
Sporen van gravitatiegolven?
Gravitatiegolven zijn de rimpels in de kromming van de ruimtetijd, die zich van de bron af naar buiten voortplanten als een golf. Einstein voorspelde in zijn algemene relativiteitstheorie het bestaan van deze golven die theoretisch gezien drager zijn van zwaartekrachtstraling. Hoewel Einsteins theorie in 2015 zijn honderdste verjaardag vierde, hebben we deze gravitatiegolven nog nooit gezien. De ruimtetijdfluctuaties zijn enkel nog maar indirect geobserveerd en experimenten die ze moeten ontdekken, zoals de Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO), hebben nog geen sporen ervan gevonden. De LIGO werd uitgerust met betere instrumenten en terug aangezet in september van vorig jaar. 2016 wordt dus mogelijk het jaar waarin Einstein alweer gelijk krijgt.
Nieuw deeltje?
Ondertussen kent iedereen het Higgs-bosondeeltje, het ‘goddelijke deeltje’ dat het sluitstuk vormt van het Standaardmodel van de deeltjesfysica. De ontdekking van het deeltje zorgde bij fysisci over de hele wereld in 2012 voor heel wat euforie. In 2015 begon de deeltjesversneller in het CERN in Genève na een jarenlange upgrade aan een tweede ronde waarbij protonen met elkaar in botsing worden gebracht aan bijna twee keer de snelheid als voorheen. En wat blijkt: er loert een nieuw deeltje om de hoek. Er zouden signalen zijn voor een mysterieus partikel dat 800 keer de massa heeft van een proton. Wetenschappers beschikken echter niet over theorieën die het bestaan een dergelijk deeltje voorspellen, dus het is nog afwachten of het deeltje daadwerkelijk bestaat. Indien wel, zou dat een bewijs van ‘supersymmetrie’ kunnen zijn, een theorie die stelt dat er een zwaarder deeltje is voor elk deeltje in het Standaardmodel. Supersymmetrie zou heel wat antwoorden kunnen geven op de fundamentele mysteries van de fysica, zoals ‘wat is donkere materie?’
Donkere materie?
Zo’n 80 procent van het universum bestaat uit een mysterieuze vorm van materie die geen licht uitstraalt of absorbeert, waardoor het onmogelijk te zien is. Deze zogenaamde donkere materie lijkt een aantrekking uit te oefenen op de verlichte objecten in het universum (een indirect bewijs voor het bestaan van donkere materie), al weet niemand wat donkere materie precies is, hoe het werkt en wat zijn plaats is in het Standaardmodel van de deeltjesfysica. In 2016 zou daar weleens een antwoord op kunnen komen. Een aantal ondergrondse detectoren, van het Large Underground Xenon-experiment tot het Gran Sasso in Italië, proberen momenteel donkere materie te spotten, de Heilige Graal van de fysica Deze detectoren gebruiken de Aarde om het meeste van de kosmische straling te absorberen die de zwakke sporen van donkere materie zouden kunnen verhullen. (TE)