Hoofdbanner

Een tijdje geleden kwam ik in Nijmegen een natuurkundestudent van de Radboud Universiteit tegen. Hij is nu vierdejaars en had als eerstejaarsstudent lessen mechanica bij mij gevolgd. Momenteel doet hij onderzoek naar steriele neutrino's. Interessante materie waar ik eerlijk gezegd nog nooit van had gehoord.
Hij legde mij uit wat steriele neutrino's zijn. Zoals het Standaardmodel (de algemeen aanvaarde theorie die de krachten en deeltjes die alle materie vormen, beschrijft ) aangeeft zijn er drie soorten neutrino's: het elektron-neutrino, het muon-neutrino en het tau-neutrino. En natuurlijk hun drie antideeltjes. Bij elkaar dus zes stuks.

Even tussendoor, een neutrino is een ongeladen deeltje met een onwaarschijnlijk kleine massa dat onder andere vrijkomt bij kernfusieprocessen in de zon (en dus ook in sterren). Neutrino's zijn vrijwel niet te detecteren en vliegen met bijna de lichtsnelheid dwars door de aarde en ook ons lichaam heen. In een onvoorstelbare hoeveelheid. Per seconde knallen er honderden miljarden neutrino's door ons heen, zonder dat wij dat merken. 
Het bestaan van neutrino's is men te weten gekomen door het strikt toepassen van de wet van behoud van impuls bij kernreacties in de zon. Wolfgang Pauli voorspelde in 1930 dat er een tot dan toe onbekend deeltje met een bepaalde impuls moest zijn, anders klopten de berekeningen niet. Het onbekende deeltje werd het neutrino genoemd, het kleine neutron. Dit omdat het deeltje geen lading heeft (neutrino is Italiaans voor "neutraaltje"). Pas in 1956 kon men het bestaan van het neutrino experimenteel bevestigen. Een ontdekking waar overigens in 1994 de Nobelprijs voor natuurkunde werd gegeven.

Er is aangetoond dat neutrino's tussen de verschillende generaties kunnen oscilleren, dat wil zeggen, ze kunnen overgaan van de ene generatie in de andere. Dit houdt in dat ze massa moeten bezitten, anders kan dat niet. Bij deze overgangen blijken er af en toe onvolkomenheden te zitten in de energie-uitwisselingen. Er lijkt af en toe energie te verdwijnen en weer tevoorschijn te komen. Met andere woorden, tijdens de veranderingen die tussen de drie soorten neutrino's optreden vermoedt men een vierde neutrino. Dit neutrino zou absoluut niet te detecteren zijn. Vandaar dat men dit het steriele neutrino noemt. Het is nog altijd een hypothetisch deeltje, maar zou wel een en ander kunnen verklaren.  

Daar wordt de laatste jaren dus veel onderzoek naar gedaan. Wanneer het steriele neutrino daadwerkelijk wordt aangetoond, heeft dat voor de wetenschap v√©rstrekkende gevolgen. Ten eerste zou het Standaardmodel van de natuurkunde niet meer kloppen. Dit zou heel wat overhoop halen. Er moet een nieuw model ontwikkeld worden waarin wel ruimte is voor het steriele neutrino.  
Ten tweede zou het bestaan van het steriele neutrino de aanwezigheid van donkere materie in het heelal kunnen verklaren. Materie die volgens vele berekeningen ergens in de ruimte aanwezig zou moeten zijn, maar tot nu toe niet aangetoond kan worden. Al tientallen jaren is men vooral bij onderzoekscentrum CERN in Gen√®ve naar deze mysterieuze donkere materie op zoek, echter nog altijd zonder resultaat. Het bestaan ervan zou een revolutie binnen de wetenschap betekenen. 

Kortom, er is nog heel wat te ontdekken, blijkt maar weer eens. Waartoe een toevallig gesprek (ontstaan doordat de treinen uitvielen en de bussen overvol zaten en daardoor gewoon doorreden) al niet kan leiden.