Extra dimensies laten zich niet vangen.
Als er meer dan 4 dimensies zijn, dan zijn ze kleiner dan 0,2 mm
Fysici van de Universiteit van Washington zijn er voorlopig niet
in geslaagd de extra dimensies te ontdekken die de
supersnaartheorie nodig heeft. Dat betekent daarom niet dat
deze dimensies niet bestaan, maar ze kunnen in elk geval niet
groter zijn dan 0,2 mm.
Nu experimentele waarnemingen blijken af te wijken van de
voorspellingen gemaakt op basis van het Standaardmodel,
totnogtoe de meest solide natuurkundige theorie voor het
beschrijven van de werkelijkheid is het uitkijken naar de
opvolgers. Supersnaartheorie is daarin de belangrijkste - en zo
goed als enige - kanshebber en impliceert het bestaan van 9 tot
10 ruimtelijke dimensies en 1 tijdsdimensie. Voorlopig is
niemand erin geslaagd één van deze extra dimensies waar te
nemen, wat door vertegenwoordigers van de snaar- of
stringtheorie te wijten is aan het feit dat de 6 tot 7 dimensies
bij de Big Bang zijn opgekruld tot erg kleine entiteiten.
In de stringtheorie zijn wat in het Standaardmodel als
verschillende soorten deeltjes wordt beschouwd, manifestaties
van eenzelfde verschijnsel: de string. Strings vibreren in de 10
tot 11 dimensies, waarbij andere vibraties, andere deeltjes
opleveren. Dat wordt doorgaans geïllustreerd door een
vergelijking te maken met de snaren van een gitaar, waar
andere vibraties andere tonen opleveren.
De snaartheorie gaat al enige tijd mee, en werd voor het eerst
in de late jaren zestig voorgesteld. Het gaat om uiterst
wiskundige theorie, waarvan gezegd wordt dat slechts een
handvol mensen echt in staat is ze te begrijpen. “Een stukje
21ste eeuwse natuurkunde, dat per ongeluk in de 20ste eeuwse
fysica is gevallen”, zei Edward Witten, één van de grote
stringtheoretici ooit. En ook nu de 21ste eeuw volgens alle
criteria is aangebroken, schijnt de theorie nog even
ondoordringbaar te zijn.
De supersnaartheorie - eigenlijk een verzamelnaam voor een
aantal verschillende theorieën, die dan weer samen zouden
kunnen vallen in de M-theorie - heeft dan ook het ambitieuze
plan opgevat alles te verklaren. Dat betekent dat het de
zwaartekracht met de kwantummechanica moet verzoenen,
een opdracht waar een notoir denker als Albert Einstein
tevergeefs 30 jaar van zijn leven aan heeft besteed.
Een Theorie van Alles, of Grote Geünificeerde Theorie, zou de
vier bekende krachten - sterke en zwakke nucleaire kracht,
elektromagnetische kracht en zwaartekracht - als één
superkracht behandelen. Dat is minder vreemd dan het lijkt,
ook de elektrische en magnetische kracht werden lange tijd als
afzonderlijk krachten beschouwd. Voorlopig komt het
Standaardmodel het dichtst in de buurt van deze opdracht en
slaagt het erin alle krachten behalve de zwaartekracht in
hetzelfde model op te nemen.
Door het bestaan van 9 of 10 ruimtelijke dimensies te
postuleren, slaagt de supersnaartheorie er wel in zwaartekracht
en andere krachten in één model onder te brengen.
Zwaartekracht is bovendien een erg zwakke kracht, wat
duidelijk blijkt uit het feit dat de kracht die de volledige aarde
uitoefent op een spijker, niet volstaat om te voorkomen dat
diezelfde spijker door een klein magneetje kan worden opgetild.
Stringtheoretici verklaren deze zwakte door te stellen dat heel
wat van de zwaartekracht weglekt naar de andere ruimtelijke
dimensies.
Toen medewerkers van CERN, het Europese laboratorium voor
deeltjesfysica, tot de conclusie kwamen dat het theoretisch
mogelijk is dat de extra dimensies tot 1 mm groot zouden zijn,
zagen Eric Adelberger en Blayne Heckel mogelijkheden om het
bestaan van zulke ‘grote’ dimensies experimenteel te testen.
Daartoe ontwikkelden ze het fascinerende apparaat dat op
bijgevoegde foto te zien is. Het bestaat uit twee delen, waarvan
het bovenste, cilindervormige stuk aan een zeer dunne
kabelvezel is opgehangen. Het onderste deel bestaat uit een
roterend plaatje met 10 gaatjes, die overeenkomen met de
gaten in het bovenste deel. Beide delen raken elkaar net niet,
maar zijn minder dan 1 mm van elkaar verwijderd.
Het draaiende onderstuk oefent een zekere zwaartekracht uit
op het opgehangen stuk, waardoor deze ‘slinger’ 10 keer per
volledige omwenteling heen en weer wordt getrokken. De mate
waarin dat gebeurd, wordt dan zeer nauwkeurig gemeten met
behulp van een laserstraal. De zwaartekracht werd bovendien
gemeten tot op een afstand van 0,2 mm.
De onderzoekers sloegen er niet in zwaartekracht te meten die
niet verklaard kon worden door de wetten van Newton. Dat
betekent dat er geen zwaartekracht weglekt naar andere
dimensies, tenzij dat gebeurt naar dimensies die kleiner zijn
dan 0,2 mm, de mate van precisie die Adelberger en Heckel
konden bereiken. Zij hopen nu nog nauwkeuriger experimenten
te kunnen uitvoeren, en zo de extra dimensies wel te kunnen
betrappen.
De onderzoeksresultaten van het duo betekent niet dat de
superstringtheorie nu de prullenmand in moet. De idee dat de
extra dimensies tot 1 mm groot kunnen zijn, blijkt daarentegen
wel foutief. Voorlopig blijft de snaartheorie dan ook een strikt
theoretische constructie, die niet aan experimentele toetsing
onderworpen kan worden. Daarvoor blijft het wachten op de
nieuwe generatie deeltjesversnellers, maar dat is voorlopig nog
toekomstmuziek.
Genoeg ruimte voor de opslag van dolende zielen die met velen paraat staan om ergens tussen conceptie en geboorte in te dalen in alle nieuwe mensen die geboren worden.
Ik zocht op Quantum Foam en kwam bovenstaande stukje tegen op een lekker zweverige site.
Die ik nog niet helemaal doorgelezen heb, maar hij staat nu bij mijn favorieten. Voor later.
http://wanagiyata.punt.nl/index.php?r=1 ... _archief=0