EO

Voorspellingen gemaakt voor productie en detectie steriele neutrino’s

19 november 2018 om 08:17 uur

Een natuurkundig model voorspelt het bestaan van steriele neutrino’s, wat drie grote vraagstukken uit de fysica zou oplossen. Om ze daadwerkelijk te vinden met een deeltjesversneller moeten onderzoekers weten hoe ze geproduceerd worden en hoe ze vervallen. Promovendus Kyrylo Bondarenko heeft hier voorspellingen voor gemaakt, die worden gebruikt door een samenwerkingsverband van 52 wetenschappelijke instituten. Hij verdedigde zijn proefschrift op 15 november.


Ruim dertien miljard jaar geleden creëerde de oerknal ongeveer tien miljard maal meer materie dan er vandaag de dag door het heelal zweeft. Tegelijkertijd ontstond een net zo duizelingwekkende hoeveelheid antimaterie, dat snel in het niets annihileerde met zijn tegenhanger. Dit had zomaar het kortste en enige verhaal kunnen zijn in het universum. Ware het niet dat een kleine asymmetrie in de verhouding tussen materie en antimaterie ervoor zorgde dat een tien-miljardste deel overleefde. Daaruit is het heelal ontstaan zoals we het nu kennen, inclusief een diersoort die een verklaring probeert te vinden voor deze mysterieuze asymmetrie. Het is een van de grote fundamentele vraagstukken in de deeltjesfysica, samen met de aard van donkere materie en het raadsel rond neutrino's die oscilleren tussen drie verschillende types.

 

νMSM-model

Bovenop het beproefde Standaardmodel hebben deeltjesfysici een aanvullend model ontwikkeld dat de drie hierboven geschetste problemen in één klap oplost-het Neutrino Minimal Standard Model (νMSM). Het voorspelt drie onontdekte deeltjes, genaamd steriele neutrino's: een kandidaat voor donkere materie met een massa tussen de 1 en 50 keV/c2 en twee deeltjes die samen verantwoordelijk zijn voor neutrino-oscillaties en de materie-antimaterie asymmetrie, met een massa ergens tussen enkele MeV/c2 en tientallen GeV/c2. Als het wetenschappers lukt om ze te vinden, zou dat sterk bewijs leveren voor het νMSM-model, en dus voor een oplossing van drie enorme wetenschappelijke raadsels. Maar waar te zoeken? Natuurkundige Kyrylo Bondarenko heeft tijdens zijn promotie aan de Universiteit Leiden de manieren herzien waarop je de deeltjes vindt door de intensiteitsfrontier te verleggen.

 

Energiefrontier

In de afgelopen decennia waren natuurkundigen druk bezig om de energiefrontier te verleggen. Ze bouwden daarom steeds grotere deeltjesversnellers om deeltjes te laten botsen op zo hoog mogelijke snelheden. Tijdens een botsing wordt de kinetische energie van de deeltjes omgezet in nieuw gecreëerde deeltjes. Hoe hoger de energie, des te zwaardere deeltjes kunnen verschijnen. Het relatief zware Higgsboson werd geproduceerd in de Large Hadron Collider op Cern door de energiefrontier te verleggen naar 8 TeV.

 

Intensiteitsfrontier

De steriele neutrino's van het νMSM-model liggen al decennialang binnen ons energiebereik. De reden dat we ze nooit hebben gezien, is misschien dat ze slap wisselwerken met andere deeltjes. Dan zou je rond de 1000 botsingen nodig hebben tot er uiteindelijk eentje ontstaat door puur toeval. Dat betekent dat natuurkundigen de intensiteitsfrontier moeten verleggen door meer botsingen per seconde te genereren. Binnen de onderzoeksgroep van Alexey Boyarsky heeft Bondarenko voorspellingen gemaakt voor de productie en detectie van steriele neutrino's. Die worden momenteel gebruikt door het Search for Hidden Particles (SHiP) experiment-een samenwerking tussen 52 wetenschappelijke instituten. De SHiP-onderzoekers hebben die voorspellingen nodig om te weten waar ze precies naar zoeken. Hun data bestaat uit vervalproducten van gecreëerde deeltjes. Alleen als ze de mogelijke vervalproducten kennen van steriele neutrino's kunnen ze die (indirect) zien.

 

Gerelateerd nieuws

Groei aantal robots vertraagt ‘verontrustend’

Groei aantal robots vertraagt ‘verontrustend’

Het aantal robots in de industrie is de laatste tien jaar vervijfvoudigd. Eind 2019 zijn er 12.000 industriële robots. ‘Verontrustend is dat het groeitempo afneemt’, stelt ING na onderzoek. ‘Juist een versnelling…

Plastic recycling van binnenuit met zuren

Plastic nu eindelijk goed te recycleren

Wetenschappers van het Amerikaanse Berkeley Lab hebben plastics ontwikkeld die steeds opnieuw kunnen worden gerecycled in hoogwaardig materiaal van elke kleur, vorm of gedaante. Dat is zeldzaam, omdat kunststoffen…

Zonnecellen van perovskiet veel sterker door fluoride

Zonnecellen van perovskiet veel sterker door fluoride

Onderzoekers van Differ, de TU/e, de UT, en Peking University hebben ontdekt dat een beschermend laagje van fluoride zonnecellen van perovskiet een stuk stabieler maakt. Na duizend uur onder extreme testomstandigheden…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Nieuw! Lichtschermen PSENopt II - van top tot teen volledig beveiligd

Pilz maakt het portfolio met lichtschermen compleet: De lichtschermen PSENopt II zijn niet alleen verkrijgbaar voor...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

20 mei 2019, Eindhoven

Dutch Technology Week

Tijdens de Dutch Technology Week worden in heel Nederland wonderlijke en innovatieve technologieverhalen...

22 mei 2019, Gent

Advanced Engineering

Vakbeurs Advanced Engineering verzamelt 100 exposanten en 50 sprekers op het gebied van design,...

23 mei 2019, Locatie: RDM Rotterdam – Onderzeebootloods

Navingo Career Event

Het Navingo Career Event is hét platform waar carrière en ontwikkelingen in de maritieme, offshore en...

Meer agendapunten »