Taak verste ruimteschepen nog niet volbracht
Waarom heeft elementair deeltje massa?
Al brandt het hele
Midden-Oosten de
aarde wordt niet koud
Onderzoekers stuiten op
raadselachtige kristallen
Eerste reuzenspiege! met succes gegoten
ZATERDAG 23 FEBRUARI 1991
Van onze correspondent
Ben Apeldoorn
Zelfs als de Iraakse president
Saddam Hussein zijn dreige
ment waar zou maken en alle
oliebronnen en -opslagplaatsen
in het Midden-Oosten in brand
schieten, dan nog zou dat.
"waarschijnlijk geen gevolgen
hebben voor het klimaat op we
reldschaal".
Zo luidt, samengevat, de con
clusie van een Brits onder
zoeksteam van het British Me
teorological Office (BMO) in sa
menwerking met meteorologen
van het Lawrence Livcrmorc
National Laboratory (LLNL).
Op 17 januari maakten zij we
reldkundig dat we niet bang
hoeven zijn voor zo iets als een
'nucleaire winter* als gevolg van
de enorme hoeveelheden roet
en as die bij de branden in de at
mosfeer terecht zouden komen.
De term 'nucleaire winter'
dook in het begin van de jaren
tachtig op in een lijvig rapport
waarin een aantal scenario's
werden belicht van een nucleair
treffen tussen de Sovjetunie en
de Verenigde Staten, en tussen
landen van het Warschaupact en
van het Noordatlantisehe Ver
bond NAVO.
Dat rapport, opgesteld door
de Amerikaanse wetenschap
pers Turco, Toon. Ackerman,
Pollack en Sagan (kortweg
TTAPS-rapport genoemd). Iaat
aan de hand van een groot aan
tal computervoorspellingen
zien dat er bij de talrijke gigan
tische branden (steden, wouden
en industriecentra) zó veel roet,
as en gassen in de atmosfeer te
rechtkomen dat het zonlicht er
maandenlang sterk door wordt
getemperd met als gevolg dat de
temperatuur in grote delen op
aarde ingrijpend zou dalen.
Klimaatmodellen
De oorlog in de Golf bracht Ri
chard Turco en Brian Toon, res
pectievelijk verbonden aan de
universiteit van Californië en
aan NASA's Ames Research
Center, ertoe hun rapport weer
eens te voorschijn te halen.
Beide onderzoekers, gespe
cialiseerd in atmosferische en
klimaatmodellen, stelden on
langs de klimaatcomputers de
vraag: 'Reken eens uit wat er
gebeurt met zowel het lokale als
het wereldwijde klimaat als al
le olievoorraden en -bronnen in
het Midden-Oosten in rook op
zouden gaan'.
Daar hadden de computers
niet zo erg lang voor nodig. De
resultaten lieten zien dat er
'vrijwel zeker' boven het Mid
den-Oosten, een (lokale) afkoe
ling op zal treden en dat dit tot
ver in Zuidoostelijke richting
merkbaar zal zijn. Mogelijk zal
zelfs de regelmaat
zomermoessons in Zuidoost-
Azië optreden ernstig worden
verstoord.
Minder duidelijk lieten de
computers zich uit over de we
reldwijde gevolgen van maan
denlang brandende oliebronnen
in het Midden-Oosten: er be
staat een kans-
Onduidelijk of niet. kennelijk
waren deze uitspraken voor de
Engelse klimaatdeskundigen
voldoende voor een weerwoord,
dat echter evenmin duidelijk
heid verschaft. Wél bevestigen
hun berekeningen de door Tur
co en Toon voorspelde mogelij
ke klimatologische gevolgen
voor het Midden-Oosten en
Zuidoost-Azië.
Tien dagen
Michael MacCrackpn en zijn
collega's van het LLNL komen
zelfs tot het 'optimistische'
beeld dat, zelfs wanneer alle
olie in de Golfstaten vlam zou
vatten, "dan nóg de luchtkwali
teit boven de Golfstaten niet
slechter zou zijn dan die tijdens
de ergste smogdagen in. bij
voorbeeld. Los Angeles".
MacCracken gaat daarbij uit
van 'het ergste geval': het ver
branden van drie miljoen vaten
olie per dag. Dat is precies de
dagproduktie van Kuwayt voor
dat Irak het land bezette, ofte
wel ruim 30 procent van de tota
le olieproductiecapaciteit van
alle Golfstaten.
De LLNL-onderzoekers na
men twee dingen aan: de rook
komt niet hoger in de atmosfeer
dan twee kilometer en. ten
tweede, de rook komt niet hoger
dan vijf kilometer. Bovendien
nam men aan dat de branden
niet langer dan een maand zou
den woeden.
De uitkomsten zijn dat de
rook in geen van beide gevallen
langer blijft hangen dan tien
dagen en dat er dus geen sprake
is van ernstige klimatologische
gevolgen. Wèl zullen gebieden
direct onder de enorme, zwarte
rookpluimen te maken krijgen
met een totaal verduisterde zon
waardoor lokaal kortdurende
temperatuurschommelingen
kunnen optreden.
En in het 'allerergste geval'
zullen, zo meent MacCracken,
alle landen rond de Perzische
Golf gedurende 'enige tijd' ge
huld zijn in een mist met een
verontreinigingsconcentratie
van 25 microgram per kubieke
meter. Dat is twee en een half
maal erger dan tijdens één van
de ergste smogdagen in Los An
geles, maar nog altijd viermaal
minder smerig dan de lucht die
bewoners van de Oosteuropese
bruinkoolgebieden in moeten
ademen.
Het is maar hoe je het bekijkt.
Amerikaanse en Engelse schei
kundigen zijn, onafhankelijk
van elkaar, gestuit op kristal
structuren die met de huidige
natuurkundige kennis niet kun
nen worden verklaard. Bij de
ene groep traden onverklaarba
re 'verstrooiingen' in de kristal
groei op. terwijl het andere on
derzoeksteam te maken kreeg
met zeer regelmatige, halsket-
ting-achtige ketens van een
voudige opbouw, bestaande uit
aan elkaar gekoppelde metalen.
De resultaten zijn opgenomen
in het blad New Scientist.
De Amerikanen waren bezig
met electrolyse: het leiden van
stroom door een vloeistof. De
electrolyseruimte bestond uit
een nauwe ruimte tussen twee
plaatjes Perspex (polymethyl-
metacrylaat) en die plaatjes
waren van elkaar gescheiden
door een koperen ring.
In de ruimte tussen de plaat
jes was een kopersulfaat-oplos-
sing gebracht, een verbinding
tussen koper en zwavel. De on
derzoekers staken een koperen
naald door het midden van één
der platen tot in de kopcr-
sulfaatoplossing. Vervolgens
zette men op de ring en de pen
een spanning van 20 Volt gelijk
stroom. De koper.en ring fun
geerde als positieve electrode
(de anode) en de pen als nega
tieve (kathode). Men zag hoe
vanaf de pen straalsgewijs 'ko-
perstrengen' groeiden in de
richting van de kathode.
Binnen enkele minuten zat de
hele zaak 'dicht'. Toen men wat
beter keek. bleek dat ongeveer
halverwege anode en kathode
de strengen zich ineens in tallo
ze veel kleinere uitlopers vert
akten. Andere oplossingen van
koper vertoonden ongeveer het
zelfde groeigedrag maar de
snelheid ervan verschilde naar
gelang het soort oplossing.
De plotselinge vertakkingen
worden, zo neemt men aan, ver
oorzaakt doordat vanaf de ano
de (de ring) koprrionen (kope
ratomen waarvan enkele elek
tronen zijn 'losgemaakt', in dit
geval door dc stroom) vrijko
men en reageren met watermo
leculen waarbij dan weer wa
terstofionen (H+) gevormd
worden. Door dit proces be
weegt zich vanaf de anode een
zurig 'milieu' in de richting van
de pen, de kathode, en dat ont
moet, ongeveer halverwege, de
zich uitbreidende koperkristal-
len. De oorzaak kent men dus,
alleen is nog absoluut onduide
lijk hoe het mechanisme werkt.
Engelsen
De Engelsen werkten niet
met stroom maar met methylal
cohol. Daarin ging ook een
mengsel van kleine organische
moleculen, een nitraatverbin
ding van erbium en een koolwa
terstofverbinding van kwik. Er
bium is een zacht, zilverachtig
metaal dat in bepaalde minera
len voorkomt en in 1843 voor het
eerst werd gevonden. Het wordt
bij kernonderzoek gebruikt.
Na goed te hebben geroerd
liet men dc glazen petrischaal
een nachtje staan en toen men
de andere ochtend een kijkje
ging nemen bleek de bodem van
de schaal overdekt te zijn met
oranje kristallen. Toen men de
kristalstructuur nader bekeek,
sloeg dc verbazing toe. Dat de
diverse atomen in de kristalele
menten, met elkaar verbonden
zouden worden was bekend.
Maar dat ondanks het grote aan
tal atomen en de willekeurige
verbindingen dc groei toch ui
terst regelmatig plaats had ge
vonden wekte verbazing. De
Britten benadrukken dat het er-
bium-ion zich bovendien op ve
le manieren laat binden en dat
maakt die regelmaat in de kris
talstructuur cn -opbouw nog
extra onverklaarbaar.
Of, en zo ja. hoe, deze onver
wachte eigenschappen ten
voordele van de mens kunnen
worden aangewend, is nu nog
volstrekt onduidelijk. Eerst
willen zowel de Amerikanen als
de Engelsen er achter zien te
komen wat er in hun fraaie kris
tallen nu eigenlijk voor geheim
zinnigs zit.
Glasspecialisten van de Duitse
firma Schott in Mainz zijn er voor
het eerst in geslaagd een spiegel
te gieten met een middellijn van
8,6 meter. Het gieten van zo n
enorme glasplaat, in dit geval met
een oppervlak van meer dan 55
vierkante meter, lijkt op het eer
ste gezicht niet zo bijzonder, maar
is in werkelijkheid een karwei dat
met de grootste precisie en voor
zichtigheid moet worden uitge
voerd.
Het grootste probleem is de
enorm hoge temperatuur van
vloeibaar glas en de zuiverheid
daarvan. De minste verontreini
ging geeft aanleiding tot breken
tijdens het afkoelingsproces. Dat
stelt zeer hoge eisen aan het mate
riaal van de vorm waarin het
vloeibare glas wordt gegoten.
Toen aan het eind van de jaren
dertig de meer dan vijf meter gro
te spiegel voor de Hale-telescoop
(Mount Palomar in Californië)
werd gegoten, mislukte dat door
dat onderdelen van de vorm los
raakten en kwamen bovendrij
ven. Pas een tweede poging slaag
de. Het heel geleidelijke afkoelen
van de spiegel nam bijna twee
jaar in beslag. Daarna volgden
nog vele jaren van zorgvuldig slij
pen en polijsten.
De spiegel die nu in Mainz is ge
goten, in opdracht van de Europe
se Zuidelijke Sterrenwacht
(ESO), gevestigd op de Chileense
berg La Silla en met het hoofd
kwartier in het Duitse Garching-
bei-München, is niet alleen onge
woon dun (nog geen achttien cen
timeter dik), maar heeft ruwweg
ook reeds de vorm die men be
oogt.
Tijdens het uitgieten van de 45
ton gloeiend, vloeibaar glas draai
de de gietvorm namelijk rond met
een snelheid van elke tien secon
den een omwenteling, waardoor
het oppen-lak een heel geleidelij
ke 'komvorm' kreeg. Die vorm
houdt de spiegel tijdens het af
koelen tot kamertemperatuur,
wat in een speciale oven plaats
grijpt en ongeveer drie maanden
in beslag neemt.
Daarna wordt de spiegel tot de
vereiste kromme fijngeslepen en -
gepolijst en volgt weer een warm
tebehandeling. het zogeheten ke-
ramisatie-proces, waardoor de
spiegel als geheel ongevoelig
wordt voor temperatuurswisse
lingen. f
Dat de spiegel zo dun is, komt
doordat hij aan de onderzijde zal
steunen op een groot aantal com
puter-gestuurde 'actuatoren'. Dat
qjn steunen waarvan de onder
steuningskracht kan varieren en
die zo de spiegel altijd in de ver
eiste, perfecte vorm kunnen hou
den. Op die manier ondervangt
men letterlijk en figuurlijk de
vormveranderingen die de spie
gel anders onder zijn eigen ge
wicht zou ondergaan bij een wijzi
ging van de stand. Door de druk-
en trekkracht van de actuatoren
heel snel te veranderen, kan men
zelfs de luchtonrust van de damp
kring corrigeren. Met een dikke
spiegel is dat onmogelijk.
De spiegel die nu is gegoten, is
de eerste van de vier identieke
spiegels die bestemd zijn voor
wat de grootste en meest geavan
ceerde telescoop ter wereld moet
worden: de Very Large Telescope
(VLT).
De VLT zal bestaan uit vier op
één rij naast elkaar opgestelde
reuzentelescopen. elk met een
door een computer in perfecte
vorm gehouden, acht meter grote
spiegel. Op deze manier ontstaat
een enorme telescoop met een ge
combineerd spiegeloppervlak
van ruim 200 vierkante meter.
Aan het eind van deze eeuw moet
de VLT in gebruik worden geno
men. niet op de berg La Silla.
maar op een aangrenzende Chi
leense berg. de 2664 meter hoge
Cerro Paranal.
Men verwacht dat het astrono
mische onderzoek met behulp
van deze telescoop een geweldige
sprong voorwaarts zal maken en
sommige sterrenkundigen voor
spellen zelfs dat er veel meer mee
zal worden ontdekt dan met de nu
om de aarde cirkelende Hubble
Space Telescope, zelfs als de opti
sche fouten daarvan zijn verhol
pen.
Vijfjarenplan voor Voyagers en Pioneers
De mens heeft sedert de Russische Spoetnik in oktober 1957, dat het eerste voorwerp van men
selijke makelij was dat in een baan om de aarde kwam, al duizenden satellieten in de ruimte
gebracht. De meeste 'gewoon' in een baan om de aarde, maar er zijn er ook bij die op weg gingen
naar andere werelden.
Zo bezochten twee Vikings in 1976
de rode planeet Mars en maakten
daar een zachte landing, werden
ook de planeten Venus en Mercuri-
us, die dichter bij de zon staan dan
de aarde, van nabij bekeken en ver
trokken in de jaren '70 vier sondes
in de richting van de andere plane
ten Jupiter. Saturnus, Uranus en
Neptunus. Deze vier ruimtescheep
jes. de Pioneer-10 en -11 en de Voya
ger-1 en -2, hebben hun langdurige
taak er inmiddels op zitten en vlie
gen nog steeds gestaag door in de
ontzaglijke leegten buiten het zon
nestelsel.
Van deze vier haalde de Voyager-
2 het huzarenstukje uit om in zijn
eentje alle vier genoemde planeten
te bezoeken. Twaalf jaar was hij on
derweg na zijn lancering in 1977 om
zijn immense tocht, na drie uitge
kiende zwaaien om de planeten Ju
piter, Saturnus en Uranus te heb
ben beschreven, in augustus 1989
met een adembenemende scheer-
vlucht langs de planeet Neptunus
en diens kleine metgezel Triton te
Amalgaam niet
meer in riool
De tandarts mag amalgaam, een
sterk kwikhoudend metaal, niet
meer in het riool lozen. Jaarlijks ge
bruiken de Nederlandse tandartsen
twaalf ton amalgaam voor vullingen
in gebitten. Daarvan komt 2,3 ton
kwik in het riool terecht.
Er is nu een algemene maatregel
van bestuur (een overheidsregle-
mentje) in de maak, zo meldt het
maandblad Mens en Wetenschap,
dat de tandartsen zal voorschrijven
een zogenaamde amalgaamafschei-
der in hun praktijk te gebruiken.
Daarmee wil de regering de lozing
van amalgaam met 95 procent te
rugdringen.
besluiten. Voyager-2 heeft meer ge
gevens opgeleverd dan de overige
drie bij elkaar.
Het is bijna zeker dat de Voyagers
en de Pioneers geen enkele planeet
meer zullen bezoeken en dat ze zelfs
over een miljard jaar, als ze in die
tijd tenminste niet door een meteo
riet zijn getroffen of al te dicht langs
een ster zijn gezeild, nog steeds
doorvliegen, alleen dan in een ge
bied van het heelal van waaruit onze
zon alleen nog met een grote tele
scoop is te zien.
Toch zit het werk van de ruimte
vaartuigjes er nog lang niet op.
Boeggolf
Zo verrichten de Voyagers nog
steeds metingen aan allerlei op die
enorme afstand voorkomende deel
tjes, afkomstig van de zon, en wor
den er met een voor ultraviolette
straling gevoelige spectrometer
waarnemingen gedaan.
Met die spectrometer heeft men
onder meer ontdekt dat er in de ijle
'wolken' interstellair waterstof hol
ten voorkomen waarin de spectro
meter als het ware wat beter 'zicht'
heeft op de verte. UV-straling bij de
golflengten waarvan de spectrome
ter zich bedient wordt namelijk ge
absorbeerd door het interstellaire
waterstofgas. Interstellair wil zeg
gen 'tussen de sterren', in tegenstel
ling tot interplanetair dat 'tussen de
planeten' betekent.
Beide aanduidingen zijn thans
van toepassing op de twee Voya
gers; hun missie wordt door de
Amerikaanse ruimtevaartorganisa
tie NASA langzamerhand overge
schakeld van een interplanetaire
naar een interstellaire. Dat gaat ten
koste van de UV-spectrometer
maar onderzoekers koesteren veel
meer interesse in een ander feno
meen: waar gaat de stralingsinvloed
van de zon daadwerkelijk teloor ir.
de stralingsmélée afkomstig van de
sterren?
Met andere woorden: waar be
vindt zich de 'boeggolf van de zon.
wat voor vorm heeft deze en hoe ge
dragen de deeltjes zich daar?
De zon beweegt zich namelijk
ook door de ruimte en wel met een
snelheid van ongeveer 250 kilome
ter per seconde ten opzichte van het
melkwegcentrum; bij die (galacti
sche) beweging worden alle plane
ten, dus ook de aarde, meegesleept.
Zou de zon stil staan, dan zou de
door de zonnewind gecreeerde in
vloedssfeer. de heliosfeer, een
mooie bolvorm hebben, maar om
dat hij beweegt is er sprake van een
sliertachtige structuur. De zonne
wind is een onafgebroken stroom
geladen deeltjes, die de zon naar alle
kanten uitzendt, die ook het magne
tisch veld van de zon (het 'patroon
van veldlijnen') meenemen naar
'buiten' én die ergens op zekere af
stand samen met straling van inter
stellaire oorsprong een 'boeggolf of
'schokgolf vormen.
Dat wordt heliopauze genoemd
en daar gaat de interplanetaire
ruimte ook echt over in de interstel-
laire.
Astronomen nemen aan dat de af
stand van hier tot de heliopauze
sterk afhangt van de activiteiten
van de zon. Bij veel zonnewind, bij
voorbeeld tijdens een elfjarig maxi
mum (wat in 1990 optrad), kan de af
stand tot de heliopauze oplopen tot
wel vijftien miljard kilometer. In
dat geval zullen de Voyagers de he
liopauze niet eerder bereiken dan
ergens tussen de jaren 2030 en 2040.
Maar tijdens een zonneminimum
zóu de afmeting van de heliosfeer
een factor twee kleiner kunnen zijn
en als dat juist is, zouden de Voya
gers de heliopauze al rond het jaar
2000 kunnen bereiken.
'VIM'
Amerikaanse onderzoekers hebben
een vijfjarenplan ontwikkeld waar
in de metingen van zowel de Voya
gers als de Pioneers worden samen
gevoegd om een meer ruimtelijk
beeld te krijgen van heliosfeer en
heliopauze. De vier sondes bevin
den zich immers op zeer grote af-
De Vogayer-2. hier aangekomen bij de planeet Unranus, zal rond de
euwwisseling het zonnestelsel definitief verlaten. (foto CJPD)
standen van elkaar. Het plan heet
'Voyager Interstellaire Missie', kort
weg VIM. De NASA heeft het voort
bestaan van de 'VIM' inmiddels
voor een periode van 25 jaar gega
randeerd.
Toch dreigen er grote moeilijkhe
den te ontstaan bij het ontvangen
van de ongelooflijk zwakke signa
len van de vier ruimtevaarttuigies.
De afstand is zo groot, dat NASA's
Deep Space Network, waarbij een
aantal radiotelescopen internatio
naal samenwerkt, nu al grote moei
te heeft om het radio-'gefiuister' in
concrete gegevens om te zett.ffl
Als er nieuwe satellieten worden
gelanceerd, zullen de veel krachti
ger signalen daarvan veel waarde
volle informatie van de Pioneers en
de Voyagers "overschreeuwen F.n
dan zullen we weer een hele tijd
moeten wachten op metingen die
van de echte buitengrenzen van ons
zonnestelsel afkomstig styn.
Zo'n kans krijgen we niet gauw
In de serie De Wetenschappers gaan we in
op het werk van mensen die zich aan ver
schillende universiteiten bezighouden met
wetenschappelijk onderzoek. Vandaag
Marjan Koopsmans, die zich aan de univer
siteit van Groningen vijf jaar boog over de
vraag 'Waarom heeft alles massa'.
Marjan Koopmans levert 'kleine bijdrage aan oplossing prangende vraag'
Waarom heeft alles massa? Een
antwoord op die vraag kan zijn:
omdat de deeltjes die de bouw
stenen van alle materie vormen,
massa hebben. Maar waaróm
hebben die deeltjes massa?
Hierover heeft de 31-jarige on
derzoekster Marjan Koopmans
uit Groningen zich de afgelopen
vijf jaar gebogen. Onlangs pro
moveerde zij op het resultaat
van dat onderzoek, dat zij ver
richtte in opdracht van de stich
ting voor Fundamenteel Onder
zoek der Materie .(FOM). De ja
ren gedurende het onderzoek
heeft Maijan Koopmans in haar
kennissenkring vaak pogen uit
te leggen, waar zij zich mee be
zighield. "Dat lukte niet altijd.
Ook om die reden heb ik aan het
eind van mijn proefschrift een
Nederlandstalige samenvatting
gegeven, waarin ik speciaal
voor leken tekst en uitleg geef'.
In de moderne natuurkundige theo
rieën gaat men ervan uit dat de na
tuur is opgebouwd uit kleine on
deelbare deeltjes, zogeheten ele
mentaire deeltjes. Het onderzoek
van Marjan Koopmans heeft zich
beperkt tot enkele van deze deeltjes
en hun wisselwerking. Een atoom,
zo leert de natuurkunde ons. is op
gebouwd uit een kern, bestaande
uit positief geladen protonen en
neutrale neutronen, waar omheen
negatief geladen elektronen cirke
len.
Tussen deze elementaire deeltjes
worden krachten uitgeoefend die
ervoor zorgen dat ze elkaar aantrek
ken of afstoten. Er zijn vier krach
ten bekend, de zwaartekracht, de
Marjan
Koop
mans: Nu
wat toege-
paster
de
slag.
A
Sk
i
zwakke en sterke kernkracht en de
elektromagnetische kracht. De
laatste kracht zorgt ervoor dat een
deeltje met een positieve lading een
deeltje met negatieve lading aan
trekt en een deeltje met positieve la
ding afstoot. De zwaartekracht is er
de oorzaak van dat deeltjes met een
massa elkaar aantrekken. Ook de
twee kernkrachten spelen een be
langrijke rol in de wisselwerking
tussen de inmiddels vele bekende
elementaire deeltjes.
QED
Koopmans heeft in haar onderzoek
alleen de rol van de elektromagneti
sche kracht betrokken. In haar stu
die zijn wiskundige modellen waar
in de eigenschappen van de deeltjes
zijn ondergebracht, heel belangrijk.
De wiskundige modellen die de
elektromagnetische kracht be
schrijven, zijn tot uitdrukking ge
bracht in de quantum elektrodyna
mica (QED). Binnen de quantumna-
tuurkunde, die tot nu toe de meest
betrouwbare methoden heeft opge
leverd voor onderzoek op atomaire
schaal (waar de klassieke mechani
ca niet meer van toepassing is) is
QED het succesvolste en nauwkeu
rigste berekeningsmodel.
Koopmans: "In het onderzoek
hebben wij gebruik gemaakt van
een vereenvoudigd model van QED
om de wisselwerking tussen elek
tronen te beschrijven. De theorie
hoe massa ontstaat, is namelijk erg
ingewikkeld. Het gebruikte model
kent drie dimensies lengte, breedte
en tijd. Vandaar de naam QED. In
wezen denk je de wisselwerking
tussen deeltjes op een plat vlak Zo
kun je relatief gemakkelijk bereke
nen hoe de methode werkt. Uitein
delijk moet je wel weer terug naar
vier dimensies en diepte toevoe
gen".
Het model QED is gebruikt om te
verklaren waarom elektronen een
massa hebben. De wiskundige mo
dellen geven een bepaalde waarde
aan een grootheid die de massa van
elektronen bepaalt. Koopmans
"Wij hebben als het ware in een vat
elektronen, vrij van de invloed van
zwaartekracht, gekeken naar de
juiste waarde voor de massa".
"Het onderzoek ging er niet om
een verklaring te vinden voor de
vraag waarom een tafel een bepaald
gewicht heeft, maar om een verkla
ring te geven voor een massa bin
nen het gebied van de elementaire
deeltjes. Daar is massa een heel cru
ciaal begrip. Deeltjes hebben niet
zoveel eigenschappen. Een deeltje
heeft massa en lading. De massa
krijgt een bepaalde hoeveelheid
energie en snelheid als het beweegt.
Er zijn bijvoorbeeld deeltjes die
geen massa hebben, de lichtdeel
tjes, die met de lichtsnelheid bewe
gen."
Bewegingsvergelijking
De vraag is nu wat de invloed is van
de wisselwerking van elektronen
op hun massa (dynamische massa-
generatie). Om daarop een ant
woord te vinden is het QED-model
nog verder vereenvoudigd door aan
te neihen dat er meer 'soorten' elek
tronen (N) bestaan. Nu kunnen er
twee resultaten ontstaan uit de be
wegingsvergelijking Het ene gaat
ervan uit dat het alleen mogelijk is
een massa te vinden uit bewegings
vergelijkingen als N kleiner is dan
een bepaalde kritische waarde. Het
andere resultaat is dat de massa
weliswaar afneemt als N toeneemt,
maar ze wordt nooit helemaal nul.
Natuurkundigen zijn het er met
over eens welk van deze resultaten
het gevolg is van de bewegingsver
gelijkingen van het QED-model dat
Koopmans heeft gebruikt. Het is
haar gelukt met behulp van de com
puter de bewegingsvergelijkingen
op te los;.rn nvt een nieuwe wis
kundige beschrijving voor da int«-r
acties, die beter voldoet aan de
randvoorwaarden van het gebruik
te model, ook wel QED(N) ge
noemd.
De daaruit voortgekomen resulta
ten geven steun aan de tweede op
vatting over de resultaten uit bewe
gingsvergelijkingen 'dynamische
massageneratie' is mogelijk voor el
ke waarde van N. Het klinkt alle
maal heel ingewikkeld en dan gaat
het ook nog om een sterk vereen
voudigd model. Koopmans: „Dat is
voor mij juist het probln m Hoe
meer je er van probeert af te weten,
hoe duidelijker het wordt dat je fei
telijk nog heel weinig weet."
Fascinerend
Wat beweegt iemand om zich met
deze materie vijf jaar lang voor de
stichting FOM, bezig te houden?
Marjan Koopmans "De opbouw
van de natuur is iets fascinerends.
Bovendien heeft het een aantal filo
sofische gevolgen, maar daar heb ik
me niet zo mee bezig gehouden
De bijdrage die Koopmans aan de
theoretische natuurkunde heeft ge
leverd. is in wezen nog klein. Nu is
het zaak de berekeningen uit te voe
ren op een vier dimensionaal mo
del. dat de werkelijkheid meer be
nadert en ook experimenteel wel
licht valt aan te tonen. Voor Koop
mans houdt het fundamentele on
derzoek *u op. "Na zoveel jaren zou
ik nu graag wat toegepaster aan de
slag gaan. Mijn belangstelling gaat
het meest uit naar milieuproble
men, bijvoorbeeld het broeikasef
fect".
