Een vijfde mogelijke natuurkracht, de zogenaamde ‘Dark Force’.
“Momenteel weten we
niet waaruit meer dan 90 procent van het zichtbare universum is opgebouwd” (academicus Mauro
Raggi van de Universiteit Sapienza Rome uit aan de Britse krant The Guardian). Al
de rest bestaat uit donkere materie en donkere energie, gedreven door de
zogenaamde ‘donkere kracht.
Aan het Italiaanse Nationale Instituut voor de Nucleaire Fysica
gaan ze dus op zoek naar de vijfde natuurkracht. We kennen er ondertussen
immers nog maar vier: de sterke kernkracht (die atomen bij elkaar houdt), de
zwakke kernkracht (die voor stralingen zorgt), de elektromagnetische kracht
(die telefoneren toelaat) en de zwaartekracht (die onze voeten op de aarde
houdt).
De vijfde kracht is voorlopig nog niet gedefinieerd, maar daar
willen ze dus verandering in brengen. Volgens de wetenschappers sturen zij de
mysterieuze deeltjes in de donkere materie. Bovendien zouden zij mogelijk ook
effect kunnen hebben op deeltjes en krachten die we wel al kennen, zij het
subtiel.
De succeskans om die donkere kracht te vinden is niet groot,
maar toch willen de wetenschappers hier actief op inzetten. “Als we die nieuwe
natuurkracht vinden, kan dat alles ondersteboven gooien wat we nu weten. Het
zou een heel nieuwe wereld openen. Daarmee zouden we de partikels en krachten
kunnen begrijpen waaruit de ‘donkere sector’ van de kosmos is opgebouwd”, aldus
Raggi.
Hoe?
Om de zoektocht gericht te starten hebben de wetenschappers een
instrument ontwikkeld dat die vijfde kracht actief gaat opzoeken. Het
experiment wordt ‘Padme’ genoemd, wat staat voor Positron Annihilatie in
Donkere Materie Experiment. De machine registreert wat er gebeurt als er een
ultradunne diamant van één tiende van een millimeter beschoten wordt met
positronen of ook wel antimateriepartikels genoemd.
Bij die botsing zullen de positronen samensmelten met de
elektronen. Dat veroorzaakt een kleine uitbarsting van energie, waarbij twee
fotonen of ook wel lichtpartikels te zien zullen zijn. Als de vijfde kracht
bestaat, dan krijgen we er daar maar één van te zien: één zichtbaar foton, maar
ook één donker foton. Dat laatste kan Padme niet detecteren, maar omdat het
onzichtbaar is, weten ze wel dat er sprake is van een donker foton. En daarvan
kan men wel berekenen wat de massa is, in tegenstelling tot normale fotonen.
Die massa van de donkere deeltjes willen de wetenschappers
kennen. Want als die uit meerdere partikelen kan worden opgesplitst, dan weten
we van waaruit een deel van het heelal is opgebouwd waar we voorlopig maar
weinig over weten. Maar als het maar uit één type deeltje bestaat, dan kan het
zijn dat de donkere fotonen gewoon ontstaan door de zwaartekracht.
Lange zoektocht
“Het donkere foton – als het bestaat – is in feite een poort”,
aldus onderzoeker Bryan McKinnon, die aan de Thomas Jefferson National
Accelerator Facility in het Amerikaanse Virginia gelijkaardig onderzoek doet.
“Het zal de sluizen niet openzetten, maar het zal ons wel toelaten om een
kijkje te nemen in de donkere sector.” Volgens de wetenschapper zou het een
eerste blik kunnen zijn op een heel rijk universum, waar dan weer nieuwe
soorten onzichtbare deeltjes en krachten ontdekt kunnen worden.
Voorlopig
blijft Padme tot 2021 in Rome. Daarna zal het verhuizen naar Cornell
University, waar een sterkere deeltjesversneller staat, die de donkere materie
nog beter kan onderzoeken.
Bron:
https://www.nieuwsblad.be/cnt/dmf20180903_03699818
En
THE GUARDIAN, ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE, ESA
