Lezing Ede: Van Atoom tot Kosmos

van atoom tot kosmoS

Wie het kleine niet eert...

Piet Mulders
Emeritus hoogleraar Theoretische Natuurkunde, Nikhef/VU

Ongeveer honderd jaar geleden werden de contouren duidelijk van de atomaire wereld als basis van de materie in een kosmos waarin ons zonnestelsel een centrale rol innam. Nu kennen we een integrerende subatomaire wereld met quarks, leptonen en krachtdeeltjes en weten we onze plaats in een heelal met cluster van sterrenstelsels met daarin objecten waar zelfs ruimte en tijd versmelten.

In de wereld van het kleine zijn de up en down quarks de elementaire bouwstenen van de protonen en neutronen in de atoomkernen, die samen met de elektronen de atomen, moleculen of kristallen in de materie vormen. We zien neutrino’s verschijnen bij het uiteenvallen van een atoomkern en we weten uit experimenten met versnellers dat er drie families van deeltjes zijn met zes quarks en naast het elektron (e^-) ook zwaardere leptonen, de muonen (μ⁻) en tau-deeltjes (τ−) met bijbehorende neutrino’s.

In het standaardmodel voor de elementaire deeltjes dat nu zo’n 50 jaar bekend is hebben we krachtdeeltjes die wisselwerken met de quarks en leptonen en voor drie van de vier fundamentele krachten zorgdragen, de sterke kernkracht, de elektromagnetische kracht en de zwakke kernkracht. Het foton of lichtdeeltje is het meest bekende van deze krachtdeeltjes, gevoelig voor elektrische ladingen. Tot slot is er ook nog het Higgsdeeltje dat een centrale rol speelt en gevoelig is voor massa, massa die op zijn beurt weer de ruimte en tijd beïnvloedt als bron van de zwaartekracht. De pijlers onder het standaardmodel zijn symmetrieën, die deeltjes en wisselwerkingen met elkaar verbinden. Al vertoont het standaardmodel nog steeds geen barstjes, het laat wel een aantal vragen over die zowel komen van het kleine als het grote.

Emeritus-hoogleraar Theoretische Natuurkunde (Nikhef/VU) Piet Mulders was als jongen geïntrigeerd door de, toen nog, pikdonkere sterrenhemel en was vastbesloten om Astronoom te worden. Een advies van zijn scheikunde leraar en een aantal artikelen in het tijdschrift Natuur en Techniek, over de quarks zorgden ervoor dat zijn lot op een andere manier zou worden bezegeld. Hij studeerde Natuurkunde in Nijmegen en promoveerde in 1980 onder begeleiding van Johan de Swart. Na zijn studie heeft hij als onderzoeker gewerkt in Cambridge en is hij als stafmedewerker werkzaam geweest bij het Nationaal instituut voor subatomaire fysica (Nikhef). Sinds 1995 is zijn onderzoekt aan de vrije universiteit gefocust op Kwantumchromodynamica, de natuurkundige theorie die de sterke wisselwerking tussen quarks en gluonen beschrijft. Ook is hij lid van de Theoretische Fysica Groen van Nikhef. Deze groep doet theoretisch onderzoek aan een breed palet aan fundamentele onderwerpen in de hoge-energie fysica, van deeltjes- en astrodeeltjesfysica tot kosmologie, zwaartekrachtsgolven en snaartheorie.

Zie ook onderstaand interview op de webpagina van Nikhef.

INTERVIEW ‘De vraag waaróm kun je altijd blijven stellen’ - Nikhef