Piet Mulders

Open dag, NIKHEF, 5 oktober 2013
Creativiteit in de kosmos:
onze ultieme schatkamer
Piet Mulders
http://www.nat.vu.nl/~mulders
Quiz
1 miljard = 1 000 000 000 = 109
1 duizendste = 0.001 = 10-3
• Hoeveel seconden heeft 1 jaar?
• 3 x 107 s
• Wat is de snelheid van het licht?
• 300 000 km/s = 3 x 108 m/s
(dus 1 lichtjaar ~ 1016 m)
• Hoe groot is het heelal?
• 15 miljard lichtjaar ~ 1,5 x 1026 m
Quiz
1 miljard = 1 000 000 000 = 109
1 duizendste = 0.001 = 10-3
• Hoeveel moleculen H20 zitten er in een borrelglaasje?
• Navogadro ~ 6 x 1023
• Hoe leeg is het heelal?
• minder dan 1 atoom/m3
(in schijf van melkweg 5/cm3)
• Hoeveel atomen bevat het heelal?
• ca 1079 atomen
http://www.nat.vu.nl/~mulders
P.J. Mulders
Afmetingen
NU
Afmetingen
5 seconden
na de Big Bang
home
Hoe zit de wereld
in elkaar?
Theorie
Experiment
Toepassing
http://www.nat.vu.nl/~mulders
P.J. Mulders
Materie
MATERIE
Materie
MATERIE
ATOOM
10-10 m
ELEKTRON
0,000 000 000 1 m
Het periodiek systeem
Materie
MATERIE
ELEKTRON
ATOOM
10-10 m
ATOOMKERN
10-14 m
NUCLEON
proton/neutron
10-15 m
NEUTRINO
0,000 000 000 000 001 m
Atoomkernen
Eiland van
stabiliteit
[Aantal protonen]
[Aantal neutronen]
Atoomkernen
• Isotopen
• Radioactiviteit
alpha
beta
gamma
Na 15 min.
Neutrino’s
Bouwstenen van de
subatomaire wereld
Materie
MATERIE
ELEKTRON
ATOOM
10-10 m
ATOOMKERN
10-14 m
NUCLEON
proton/neutron
10-15 m
NEUTRINO
< 0,000 000 000 000 000 001 m
QUARK
up/down
Bouwstenen van
materie
u
u
d
d
proton
u
d
neutron
nucleonen
Massa komt voor circa
98% uit energie ten
gevolge van opsluiting!
E = mc2
of
m = E/c2
Hoe weten we
dat allemaal?
http://www.nat.vu.nl/~mulders
P.J. Mulders
Gebruik de grootste microscoop op aarde
Antideeltjes
Standaard model
• 3 deeltjesfamilies
Krachten in materie
http://www.nat.vu.nl/~mulders
P.J. Mulders
Krachten in het dagelijks leven


Elektromagnetisme
Zwaartekracht
• Twee van de vier basiskrachten
• Beide gebaseerd op fundamentele principes
Standaard model
• 3 deeltjesfamilies
• 4 fundamentele krachten
• sterke kracht
quark  nucleon  atoomkern
• elektromagnetische kracht
atoom  molecuul  complexiteit
• zwakke kracht
verval
• zwaartekracht
Velden zijn ook deeltjes!
Standaard model
• 3 deeltjesfamilies
• 4 fundamentele krachten
• Bijbehorende krachtdeeltjes
Standaard model
•
•
•
•
3 deeltjesfamilies
4 fundamentele krachten
Bijbehorende krachtdeeltjes
Massa’s van elektronen, quarks, neutrino’s?
Higgs veld én deeltje
… en nog heel veel vragen!
Zwarte gaten ??
Ruimte en tijd ?
Punten ?
De magie van drie! Snaren ?
Families, kleuren,
aantal ruimtelijke
dimensies ?
De geschiedenis van het heelal
Een verhaal in zes episoden
http://www.nat.vu.nl/~mulders
P.J. Mulders
13.7 miljard jaar geleden
OERKNAL
inflatie
To help protect your privacy, PowerPoint has blocked automatic download of this picture.
en tenslotte nu ….
… over de donkere
materie en energie …
http://www.nat.vu.nl/~mulders
P.J. Mulders
Massa en energie in het heelal
Donkere energie
73%
23%
kosmische
versnelling
Koude
donkere
materie
Donkere
baryonische
materie (3.5%)
Normale materie: sterren (0.4%)
Massa- en energie-verdeling in heelal
Rotatie van
melkwegstelsels
Gravitatielenzen
Achtergrondstraling
A view deep into
the universe
Materie en gas in bullet cluster
Optisch
Röntgenstraling
Materie en gas in bullet cluster
Optisch
Gravitationeel
Materie en gas in bullet cluster
• Sterren (1-2%)
• Heet gas van geioniseerde deeltjes botst (5-15%)
• En een heleboel donkere materie wat net als de
sterren enkel zwaartekracht voelt (> 80%)
4700 km/s
720 kpc
Oorsprong van massa?
• De vraag naar de oorsprong van massa is nog steeds
maar half beantwoord!
• Misschien geven de precisie experimenten bij de Large
Hadron Collider bij CERN nieuwe aanknopingspunten …
of …
• … komt het antwoord uit de kosmos
EINDE