Nobelprijs natuurkunde naar gedaanteverandering neutrino’s

Tijdens een wereldwijd live op internet te bekijken persconferentie vanuit Stockholm, maakte het Nobelcomité vandaag bekend dat de Nobelprijs voor de natuurkunde dit jaar gaat naar de Japanse fysicus Takaaki Kajita en de Canadese fysicus Arthur B. McDonald. Zij ontdekten dat neutrino’s, de meest ongrijpbare deeltjes in het universum, van gedaante kunnen veranderen en – tegen alle verwachtingen in – ook massa hebben.

De Super Kamiokande detector in Japan
De Super Kamiokande detector in Japan

Terwijl u dit leest razen er miljarden op hoge snelheid door uw lichaam heen: neutrino’s, de op een na meest voorkomende deeltjes in het universum. Alleen van fotonen zijn er meer. Neutrino’s ontstaan als het bijproduct van nucleaire reacties, bijvoorbeeld in de zon.

De neutrino’s knallen echter niet alleen door uw lichaam, ze draaien hun hand ook niet om voor bijvoorbeeld de volledige aarde. Dat maakt de deeltjes tot de meest ongrijpbare van het universum. Wie er metingen aan wil doen, heeft diep onder de grond gigantische detectoren nodig om de kans te minimaliseren dat andere deeltjes de metingen verpesten.

Super-Kamiokande

De huidige Nobelprijswinnaars werken aan twee van die experimenten. Takaaki Kajita werkt bij de beroemde Super-Kamiokande-detector in Japan, die kijkt naar neutrino’s die ontstaan zijn door deeltjesbotsingen hoog in de aardatmosfeer. Arthur B. McDonald is verbonden aan de Sudbury Neutrino Observatory in Canada, die vooral zoekt naar neutrino’s die afkomstig zijn uit het binnenste van de zon.

Al langer was bekend dat neutrino’s in drie soorten voorkomen – of ‘smaken’, zoals fysici dat graag zeggen. Die smaken zijn: elektron-neutrino’s, muon-neutrino’s en tau-neutrino’s. Met behulp van gegevens van beide experimenten werd ontdekt dat de neutrino’s onderweg van ‘smaak’ kunnen veranderen. Bovendien bleek dat neutrino’s een heel klein beetje massa hebben, waar fysici er juist een halve eeuw lang vanuit gingen dat dat niet het geval was.

Volgens het comité verandert de ontdekking van McDonald en Kajita ons beeld van het universum. ‘Dit werk zorgde voor een nieuw en spannend onderzoeksgebied in de natuurkunde. Onderzoekers van over de hele wereld hebben de handschoen opgepakt om met deze resultaten verder te gaan.’

Eureka-moment

neutrino
Leestip: lees alles over het meest ongrijpbare deeltje van ons universum in dit heerlijk leesbare boek van Frank Close. Bestel nu in onze webshop

Op de persconferentie was McDonald aan de telefoon, die eerder die nacht het goede nieuws van het comité had gehoord (het was in Canada ten tijde van de persconferentie 4:00). Hij gaf aan dat de ontdekking dat neutrino’s van soort kunnen veranderen voor hem een ‘eureka-moment’ was en benadrukte dat hij de ontdekking niet alleen had gedaan, maar samen met alle andere wetenschappers die aan zijn experiment meewerkten. Desgevraagd ging hij ook in op het belang van zijn onderzoek. ‘Neutrino’s zijn elementaire deeltjes, ze kunnen niet opgedeeld worden in kleinere deeltjes’, zei McDonald aan de telefoon. ‘Daarom is hun plek in het standaardmodel enorm belangrijk. Wanneer je niet weet of ze massa hebben, kun je ze moeilijk een plek geven. Deze ontdekking helpt daarbij.’

Bovendien heeft het onderzoek volgens McDonald ook nog praktisch nut. ‘We keken naar neutrino’s uit het binnenste van de zon, waar kernfusie plaatsvindt. Goed begrijpen hoe dat proces werkt, helpt je wanneer je fusiereactoren wilt bouwen op aarde.’

Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.

Lees verder:

1 Reactie

  • Jan Haagsma

    | Beantwoorden

    LS,
    Zijn neutrino’s onderhevig aan ruimte/tijd invloeden? Neen toch? want ze gaan bij voorbeeld vanaf de zon door de aarde in een rechte lijn!, maar wat is hun bestemming dan? Wie het weet laat die het zeggen.
    Groetend,
    Jan.

Plaats een reactie