De
appel en het kwantum fase Nieuwe
84
ffi
98
Q660 6
'99
\eluLl"af E )nneN
isellloep eJreluouelesorlBJeueS eup Jeelx Je uftz Iuo -ruB,^uE auelqJeDlelelueuspunJrer^ slqJels re ulv plaeqroo^ftq uolBedrproo.^dlueequo Sousleroo,rue,rfrlq ua8u;,r.epue8uerd1e1uuu ueg 'sr JnnlBuep up^ euoeql euerlln ep lop -orupJuepuels leq tup ue^ole8a11ft1reour 1eqsr qrol 'ururour8 uap.rom1ez>pruqe8ul NUAJ roop t00Z ur Suruuuldsua31oa. erp .(repr1 -loJ uorppH e8rul) 391 ep laru laq t{nl lqrrl -lelA 'srellausre^sehleep oSrprnqep uup sr re3 -lqceq 8ou erp Srpouaurqceueaneruuee sr JooAJerH'ueruoue8ree,,n laru 3ou prem.ue8frr1 Bssptu unqsaftleap elerssetu ellulepl3;oz:oo,n -ra leporupreepuutsleq ur lup 'eltleep-s88rg leq le{ug 'lepourpleepuels trq leul pfuts ur lueuruedxe1e>1ue uee8 sr uepogdo 1oa
'llePluo Prertr oB -BrrqJ el qelrured 1aq do 7661 ur erp '>lJenb-do]op uB^ ueelseq leq Iepoupreepuets leq apleds '(t{UgC) e^eueC -roo^ IoO ur {eozJepuouJe{ JooA erlesru -u8ro esedorng op uel sJe{aoz -repuo puoole8ueu ellleep Joop -sZF\ Pleaqroo.r'frqpta,ry\€86I uI 'ueuauoue; eqcsts,{; e,tr -noru relrelle suea.elepledsroon JPeru 'UoJBPIJeAuelullnseJ elel -ueuuedxe epueelseqap ueollu lelu uoi lepou leH '?puet'az ueJef ep uen UIeq elsJee ep ur puBls 1o1ruu,rl lapoupreepusls leH'ue^erqJseq leporupruBp -uuts leq roop peo8 uoo,tre8uel -Inq uepJo,r ue8urryeryrlessr,,rr erJp elsree ec 'lqc€DleuuB,uz ep ue lqcsrluJel e)Jels ep ue e)pleaz ep 'lqceq eqcsrlau8eu -orl{ela op :uelqceDl eletueusp -unJ JorABrAJee{le lel'u ue{Je1t\lassllr\ se[11eep -eueleu eJrBluelueleell
/assrug lrclEJailun etuA
urmasJopuexav Jplord
.lE
.ry,i
10
34
m
Belangrijk is het feit dat de relatieve sterkte van de fundamentele krachten geen constante is, maar afhangt van de afstand waarop men fysica bedrijft. Al snel merkten natuurkundigen dat de sterkten van de zwakke, sterke en elektromagnetischekracht bij hele kleine afstanden of zeer hoge energieen ongeveer gelijk werden. Dit suggereertdat deze krachten verschillende manifestaties zijn van 66n en dezelfde oerkracht. Spijtig genoeg zijn er voor zo'n oerkracht diverse scenario's mogelijk. Bij gebrek aan experimentele gegevens bij zulke hoge
STANOAARD. MODEL: het heersende model dat de subatomaire wereld van elementaire deelties en krachten beschriitt
daaltiae
natuurkrachten. Gravitonen zijn nog nret ontdekt.
N
0 .E
e *
o
86
Einstein Tot nog toe bleef de zwaartekracht buiten beschouwing. De reden hiervoor is dat de zwaartekracht tussen kleine deeltjes, zelfs in de krachtigste huidige deeltjesversnellers,totaal
.;.;" (
lif,Y .' :,.'
Atoom
Materie LE
Materiedeelties: alle 9ewone
energie€n - de effecten van de oerkracht worden immers pas direct meetbaarbij een energie van 10rb giga-elektronvolt (GeV), terwijl de grootstedeeltjesversnellers energiednvan l0r GeV opwekken - rijst de vraag welk scenario de natuur gekozen heeft.
Elektron Verantwoordelijk voor elektriciteit en chemische reactres. Elekische lading: -1
\
PTONEN -
t
Elektron-neutrino Lading:geen.Mogelijk massa. OOKOeen
#;E;ilffii'* t miliardenper seconde door ons lichaam,
'n : .4 Elektron
wt@
Proton
ouA Up Lading:+2/3. tuotonsbevatten neutronen e6n.
O
RKS Down Lading:-1l3. Protonen bevatten er 66n, neutronen twee.
o
L8 EurssoldoeCI 'uepuelsJeeuo{ do ueueuoueJ uu^ erpnlsep rool lelu tp plo8 .uepuelsge e-re1 -or8 ftq ellre^\ peoE .euoeql lepourllp le.ry\eoH -ltureC ep :ue8urlremlessr,reple^\z ep roo^ elJoeql allolseJcns uee lv uoppeq Srluelez ueref ep roo1 'repJeep rcrs,{gselqeep ep uel -llnts ueelqord tlp dO 'epr€e^\epuelledsroo,r oIIe uep lser1re^ erroeql ep :1[r1e3ourleru DI[lq errueqJeruunluulr\{ ap ua erJoor{lslrel -r,\rleler eueuraSleep uessnl .>lfqerrrnq,ueg 6ur;1.r1 'uftz ruuqtuaeureurrr Jeoru leru ez lep urepl oz arJoeqlslrelr^rlel -eJapJo pJrueqceuunlue^\{ ep uuuufrz ualfr,l el erp uetceJJeep uepro,r .uftz teettz el qcou
'ueddeusluoueuunl uopoqpiee ap UEAaz lep uene6 leone6 leq uo^e ualstlnqcEJEdup)i lp^ efll^ uof 'puor6 ap do ueueq apreq 1au suee6 -roop suo lpnoq lepuj lqcPJllnnleu als -lEMz ep Oamelen st ]qcel)ioupei z aO
'nrrnae a1s6r1ulMl op ueA uosso))nse6rpunlrnnleu a5100r6 ap ue^ u?? sr lopourpJeep -uels loH 'ultz sadt>ul.rdsqfs!ueq)auiulnluelvr) ap 6urutuapuaalono ut az lep st uaapoaql lau 'auoeq11ft -1fr azap uen erepuozftq ue1o.rqa6 ueeluods uao uen plaaqroo^ u?9 sr lapour 1ap -preepuels 1ag 'ua6frj1 esseursah;eaparapue alle lep ioo^ro (atllaap-s66rg1aq) ehlaap li1ua u99 16joz frqler;1'aursrueq>au.rs66rg loq e!^ pJoaJaue6e6lpronn'esseyl;.uftz uauun) puollrq)s -reA .uaat4autw,{s>1ir aluirnr ua p[r1 uen rapeg ur olp sal]eJedoalrleururfs lund ullz apdiee, ]lo -a6oz ern pleedaq lp.rorvr'ue;addo1 sefl;aapalraleurap uee sSpard setlpaplqrerl ap aoH '(utlsnv) 6raquraTyl us^als us (ue6tq)rUV)ueullan utUel^ .(alsauD uleles snpqv '(rq>r11; t+ooHl, prerog'(pre^reH)Moqselg uoplaqs,()oorg i{uo15)6ue1 6urp'uaq3 i|",i,s,g uen uebelpfrq alotluassaep Joop ojapue Jopuo 'puels lol lepotupJeepuelslaq ,lrem1 orlu'anai uaref ep ue^ +laq elsJsaep ul 'l)aojqluo lq)erlsueeMz ap lapouupjeepuelstorl ur ,uassed, uelq)eJ) ololuau,tepun+ lat^ ap uen euq 'uaoulllaMlosstM e6ur;lepuo unq ua saf1leapa1.ra1l I -eu, alteluoutala ap ue^ butnfrjqrsaqaq)stleuaqleu azer>alduae ;tae6 lapoutpJeepuelsla l.1
lepoutpleepuels
laH
'ue8ezrreq -rueqceuunlue^\{ ep uul sedrcuud ep leus el qcou erp ualcefqo rool Jo lotu uap 'uepuplsJe erelor8 -noq Surualer d6 'le,leq lqJeDleuee^\z ep {oo ueru leou uepuelsJu eurel{ uerr Sur,rfrrqcseq epueJollrqcs uee erp .erJoeql ;o ueer8reue aSoq frq :ueoqcs ep t8urr,tr ruep -slrelr^rleler eueueSp ep lol prerqe8lrn uep u3 'uelqJeq eJepuBeJls lsroerl.le,loue flz lJels -JO.^A JepJeAUe{ ezec 'erJoeqlslrolr^rleleJ elerc reez relqre lqceJ)leue€,rz ep lpro,r _ Aec or0I -eds op :ue8eaeq ue^ opro ep ul - uaar8leue elor3 reez frg leus reez erp uelcefqo roo,r sedrcuud /y\neru uoe ueru ellepluo oZ Iels {oo 'ucrueqcer.urunluel\{ 'elsteel ap uPp ep uul erp :sedrcurrd 1e1s 1(neru uee lool uelpru sleuld .relqce eJtueqJ (ue11nuZV toop p81o,r.e8y uee) relor8 uoprc ZV -etu elerssell ep ueledsgu leoru eutel{ elsJee ep sr uBp ueuoJllela epreq uessnl lqcsDl Jeeqrs reez do qcrz orp ueueuroueJ loo1 .llen ruooq -etree/ z ep leru u1[1a8re,r ueuorl{ele ee.4ll uee lrn yeddu uee eoq uul Sur,rfuqcseq ep uassnl (3url0tsJu eqrsrlelsotllele) lqJeDlqr.uol -uelelslrn uea -noJ ep rotgra uetu s1y 'sel11eepe4fryrepuoz;u ryee8uol,{\eN upl eJruuqJerue) -arssel{ aq 'lez8do pfpp ecruur.lceu elers taru ap ue,r ue8erpfrq eura11ollp ue^ 1ce;;e eplale8 -sepl -do 1eqsr ueleo^ .loJ Jo euo.treBep tep Dlepluo stelurur ueloueB llt e1ptqceDleu?u,rz eC -pfp unq ue urotsurg'rqog uaqqeq ^\nee ezuo elfrr8uuleq uee plora.r ozuo ur lqcer>leuuerrrz UPA eruueJep orJp elsJae ap epusJnpec .eJ ep tleads s{uepuosec 'sr rBeqsoolJee,rJe^
- !#I ;
10-ra
m
lag voor de hand: het gedragvan de theorieop zeerkleine afstandenzodanigaanpassen dat de klein worden nieuweeffectenverwaarloosbaar op grotere afstanden.De aangepastetheorie moet dan tegelijkertijd wel kwantummechanischkloppen.De voor de handliggendeaanpassingis de wisselwerkingop korte afstanden 'uit te smeren'.Omdat de theorieechterook moet voldoenaande wettenvan de specialerelativiteitstheorie,betekent uitsmeren in de ruimte ook uitsmeren in de tijd. Precies dit punt is echtergevaarlijk,want de causaliteit (oorzaakkomt voor gevolg) mag niet worden o aangetast.Na heel lang zoekenvond men uit- Eo uitsmeringvan de in- E eindelijk66nconsistente teractie, namelijk spontaangebrokenijktheo- 6 rieen,en wat bleek...de natuurhad ook voor dezeoplossinggekozen. o Bij de zwaartekrachtis het probleem ingewikkelder: volgensde algemenerelativiteitsDe theorieis de wisselwerkingal uitgesmeerd. ofwel uitwisseling van zwaartekrachtdeeltjes gravitonen veroorzaakt immers de kracht. Toch bleek dat zelfs hier een verdereuitsmering nog mogelijkis, namelijkdoor elementaire deeltjesniet alspuntjeste beschouwen maar als kleine snaartjes.Het uitgangspuntvan de supersnaartheorie is dat alle krachten en ele-
l
Tot de sprekers op de conferentie St/ngs 9/ in Amsterdambehoordeonder andere de door een spieziekte aan zijn rolstoelgekluisterdeStephen Hawking (rechts),bekend van zijn baanbrekend werk op het gebied van zwarte gaten. Veel aandacht was er uiteraardvoor de Amerikaan Edward Witten (staand), de geestelijke vader van de Mtheorie. Witten stelt dat de vijf bestaande supersnaartheorie6ninfeile dualiteiten zijn van eenzelfde, veelomvattendetheorie. Hiermeegaf hij een nieuweimpulsaan de supersnaartheorie.
a Algemene
a FermithEorio
9.- 4
relativiteitstheorie
Elektron
quart<
\\
Neutfino Upqua*
b Weergave als superenaren
Elektron
Neutrino
Het p-verval,een neutron vervalt naar een proton,met de emissie van een elektronen een neutrino.Binneninhet neutron vervalt een downquarknaareenup-
quark (a). De Fermi-beschrijvingwordt kwantummechanischkloppend gemaaktdoor de interactieuit te smeren via de invoeringvan een (b). krachtdeeltje
OndeFte snaaf
Volgens de algemene nog steedsniet in overrelativiteitstheorie wis- eenstemmingmet de selwerkentwee deeltjes kwantummechanica. via de gravitatiekrachtEen verdere uitsmering gra- van de interactiedringt door krachtdeeltjes, (b). vitonengenaamd,uit te zichop: supersnaren (a) wisselen. Toch is dit
68 JaSuEI ue(u olBrru?eu uepJo^\ Jeleq ue8urJep -Bueq epua8lo^ueado lsp edtcuud teq sue8lo^ ue{Je^\ uoSurue{eJeq o^erlBqJnuod'$leeJs8urr -ols la,/ruo $laal a\auDqlnuad uee latu uneqeS 'uelJe,ry\lessr^\Jee{le lr(J letu uaruus eoq ueu -elelrn ueuunl e/r,\eetlrreulr\ sJeSeJue{elue^ uellels Jft^ e^\ ueqqeq elleJ ul :preelnr.uroJeS 'ueerJ {rals el lfrlue8re sr erJoeril proo^\ leH -oequ€uussrseq apuellrqcsre,r 1fr1u[rqcsueSo yfr,,r,lhleruuu uftz Je :sr {erun leru tunds8ue8 -l1n leq sJlaz lep DI[lq tswu]BB(I 'Ueeq 11ueul
-aB rnnleu ep ezne{ allo,r\ '8uurl ep Ufllq uruallerN 'ue1lq pleren ezuo do peo8 puaJJnlqe^arp'do uallepotu genel ueldecoJn\nol Ieluee ueg 'lerz lInJorunsJe^lunsuo eoq eletu elfrr8uuleq ur tped -eq uneqe8 lrp doruemraru -eur ezercerdop ue 'uelanol el do sler uro uezlrrn elerr lueqlelsJooAuo relqce ufrz rg 'ue,rlqqreuqlqcrzuoueer8 -reue e8rprnq ep ftq az ppoz 'l1euue8 urel{ Ieaq aJBA leq sp uepJo^\sersueurpec 'plore8do uopJolr\sersuorurp e1f11elturnrsez :1qcupe31rn arl0JIIWDduor rJrleJoeql -se[11eepueqqeq ueparq el pJooq toq uaelqord llp UBE tuo'Jeuqlelsrool 1frlreour relqce ulrz sersueurrpe1fr1e1 -rurnJsoze8ue,rooq1'elreou Srure,r suo tso{ (elpeerq 'elderp'efooq) sersuerurp e1[11e1urnr eup u€^ uepdeq teH'sersuetulp e:{[letrulnr ueEauue ersueurpspfrlu99 :ueeq sersueurlpuell unsre^ -run suolep pleeqroo,rfrqlsre -JeA erJoequeBusUEAerluel -srsuoJ 'surE1eqrepuo sefi -reppeleltr leeq 8ou uegrzrg '3eurn ep sr 1eq ;uopuo,re8 Jnnluu ep u€A arJoeqletuen 1n ep eeuuarqeA\ueqqeH 'uelqceDI elelueuBpunJ ep ue^ erlBJ -rJrunep rezroeruuecepelrq -JOOAep u?A UeeeprepuBBls -oq ells erroeqlrueusredns
u66 t) 6
'99
taluqc a! I rnnpN
ep lSluore^ elleJ uI '1)[l Iepotupreepuutsleq do peo8 8re erp ezlr,,rruee do 'ue,rerqcsaquep -JOA\ OIJOaqUSBUS Oplel'u UeUUnI uelqJUDI eJep 'uerepnlseq e1 peo8 Jeuq tuo uepeJ -ue ap {oO epueoplo^ ie sr uee11eteCI 'lqcuDletteezr.z ep uel orJoeql er{Jsrueqceuunluel\) aSrue ep elJoequuuusJedns ep lurol uepeq do lol'uelul -lnlej eloour Jeus IB el{ooq erJoequpeus e(l 'leslelseuuozsuo uu^ e11oor8ep lol lpnoqJe^ qcrz uolord uee spoz lpnollJe^ uolord uee lol qclz erp a13ue1uee :Jel
uolF,l l0D{10 losrli aoq lau uorous u0ual04!n uouuolorn aouloD/t^ rlo6etuolal
uD^uailats il!^
a,r ueqqaq oilelul
-eurllru l8eutp 7r_01reeAoSuo -eq elueuusu.oz u€Ae13ue1 eq 'Jeeusuee uer uepuelsaols8url -lIJ] epuelllqrsre^uBp srepuE slerusefileeplqJeDlue -orJelpru erruluouele a1le ulv arroeql ezepsueSlon 'safireeuseura11 olncsnurrulau uerapuodse: -Joc 'p1(noqo8dosr runsre,rrun leq lrruBu/rrsefl1eepeJrelueu
'poq uee arluara,|' -uo) ap do prelqablrn[ueM) ua uaJeus]aul uep .ra1fr;raou .uauo) )nls uaa Jelq)a st uaueJqulaul laul uaua/lr'\laH a1 xopered-burlMeH op loo^ 6ugsso;doal)aJJo) uaa ]ol ruo lesrluassap;aaqloonfrq uflz uauetqulau alq 'uau ,ueels -pJquauJ :salsuautp .laaui louJ uapefqo )oo leeu -aq uapefqo eleuotsuaultpuee la)us laru uepaqbrpuplsruo apleedaqrapuo lep uaplonnab)lllaplnp sr uatef eennlued -ope61eaO 'ueuelquJoru1o1burllallaq laul uale]lnsal alvr -neru ufrz uapuoqlanoauJatq nnnel 'ua6rzfrmuolaoul ual -;nz 6rpuor6 alulrnJ uo pfrl lano ugaapt szuo ann1ep dota uazfrnnua1e1;nsoJ alslaa aC 'uapiom laout uedel6aq lelaq arJoaql-!l ap aatlJee/\^- pno leef uae ladute - uo)otuq)a] a/v\naru uee paslsaq lq)ep -uee laaA plo/\^ atluaJaluo) ep suepfrl 'ufrz ual;ena61eru.tr; u?arJoaqlieeus apuolltq)sJaA ap ueAJeelvrouoaql uadel6 -aq ]q)als uoa sr auoaql-l^ eo 'leerd al arm lsul uoos.radap "'xuleul 'ueeJq uen 1ft1a1ueqtre -uuaul 'arbeul 'aue1s{u.rloon 'a/roaq] ;ereb 1rp ur leels n aO -/ / ap seM suralr-]oq ap ue^ uol 'uale]lnsal als/1/\natu unq auoaqueeus ul syadxa ap ualetdseq otluataluo) azap suapfrl 'syeeld'75, s6ur,r15'arluara+uo)otloaqpeeus es1fr;teefa1o.rbap teep puon piyalftqabal 1ueaftq urepra]sutv ur slapra;sburlg.7 -ebar asedotnl ap uaalle latu uaueM) runt uedolebl \/
dolorn3
I ..:!ti
1o-sa
m
rekent. Men weet al lang dat deze berekeningen belangrijke fysische fenomenen kunnen missen. Zo heeft een perturbatieve behandeling van de theorie van de sterke wisselwerkingen als uitkomst dat er vrije quarks zouden bestaan.Toch tonenexperimenten aan dat quarks altijd voorkomen in een . gebondenvorm. bijvoor beeld in neutronen of protonen. Verder gaan dan een storingsreeks blijkt voor de meeste theorie€n onAan de rand van een zwart gat mogelijk. Dat leek tenstaat de tijd stil. Gezienvanuit het minste zo, totdat in 1994 omringendeheelalverstrijktde tijd voor een horlogeop grote afstand Nathan Seiberg en Edvan het zwarte gat in een normaal ward Witten van het Intempo. Op een horloge dat zich stitute for Advanced dichter bij het zwarte gat bevindt, verstrijkt de tijd langzamer.Een Study te Princeton erin waarnemer die zich vlakbij het slaagden om bepaalde horlogebevindt,merktdaar echter niet-perturbatieve eigenniets van. Dicht bij het zwarte gat wordenzowel de ruimteals de tiid schappen van theorieen ingrijpendbeinvloedt:een oblebt onder controle te krijgen. dat het zwarte gat nadert, wordt Dat gaat onder de naam vervormden uiteindelijkvernietigd door de enormezwaartekracht. dualiteit. Het idee achter dualiteit is dat twee heel verschillende theorieen soms twee gezichten zijn van dezelfde theorie, bleek dat snaren zich ook wel als membranen waarbij je met de ene theorie makkelijker kan kunnen gedragen. rekenen dan met de andere. Seiberg en Witten Deze nieuwe ideeen hebben de oplossing bedachten als het ware een vertaalwoordenvan een oud probleem met betrekking tot zwarboek, waarmee we objecten in de ene theorie te gaten mogelijk gemaakt. In de buurt van een naar schijnbaar totaal andere objecten in de anzwarl gat is de zwaartekrachtzo groot dat zelfs dere theorie kunnen vertalen. Eerst maakt men licht niet meer kan ontsnappen.Een zwart gat berekeningenbinnen een theorie waarin de stoontstaat als een grote massa wordt samengeringsreeks goed werkt. drukt. Voor een object met Vervolgens vertaalt men de massavan de zon wordt de resultaten naar de duale dat een bolleqe met een van deze theorie. waarin nooilmeerstroomopwoorls straal kleiner dan drie kilode storingsreeks niet of meter (de werkelijke straal zwemmen slecht werkt. Zo leer je van onze zon bedraagt onondanks het f'eit dat de stogeveer zevenhonderddurringsreeks niet werkt - de duale theoriebeter zend kilometer). Rond het zwarte gat bevindt Kennen. zich op een welbepaaldeafstand een denkbeelEen onmiddellijk gevolg van deze nieuwe dige sfeer,die men de horizon noemt. ideeen was dat men kon aantonen dat de vijf basissnaartheoriednverschillende gezichten Vis zijn van 66n en dezelfde theorie. Deze M-theoLaten we ons eens een reiziger voorstellen, die rie wordt echter nog niet goed begrepen. Verzich naar het zwarte gat begeeft. Met de relatider heeft men nu een goed zicht op al de vrijtiviteitstheorie kun je berekenen wat er met de heidsgradenvan een snaar. Verrassendgenoeg reiziger gebeurt. Die zal de horizon naderen, er
Voorbiidit puntkondevis
90
t6 'ueJanJlsuoJer lunl pnoqur tuuq ue erpedolc.{3 -ue ep - uele,4A noz sahleeploor ep re^o selle ef ue lue{ seJoJdsSurpuerqre^teq ue^ slrutep ezelr,etd ep e[ uerpur - el 1ep ecruuqJeluunl -ue^\l ep uep 'teu8do ueuuel^ ur erpad llels -olcftue uee Jeeuuedyuee8 ue;o1re'rerleuJoJ -ur uee8 {ftleureu Je uu{ BJrueqJerutunluuly\{ op sueSlo1'uaperua^o eJruuqceuunlue,rl ep uea.edrcurrdsrseqleq eeuJerq uele8 alrurvrz 'uerol.lel lup loo Jelqco eueseq Surl,leg lu8 eue,ry\zlaq ur lee8 arp :erleruJoJuruee8 erlrug -ep Jed 1e,reqSuqurls eqcsuuror{I 'sr qrsruJeql Surprls ezep rcp ueu epuoot SurYvreg ueqdelg a!padol)^)ul 'ldruepre^ 'p8eze8 srepuu 1eq To tlupJts 'ua)plaJl 1eq :er8reua te? auertz leq lserlre^ oZ -luo al N3 lJvMz uoo uel pla^slqJeDleuee,rz leq upe er8reue roop uapJo,r eft1eep laeer uee 6uellolsreq el suuleqer8raue ep tuo 'uup 'uaufr,Lrpra,r leou ableep pue,nfrlqre,to1a11 1uB eue/y\zloq ur lelqJe uel sallleep erp uu^ u?a 'sattlaap apnut^ uoos trp uu^ Ioo ueelsluo le? ].l:etz uee uel uozuoq ap uel unnq ep uI
'plelsreq st suuyeqelSreueep uuJpe/( 'se[1eep epreq ueu - firrrprea,sueBIoAJeA'ueruo{u fiqcsroo,relslaru loq lln ebleep-Itue uee ue enleep uee 8uqes1o1d pleeqroonfrq re ueuun{ oZ 'uepeJilo^o uepro,{\ pfp auo>l Jeaz epuernpe8 at3;aua uB^ pnoq -aq uu^ le,r ep uul '(9L61-1061) Srequesreg reurelA a8rpunl:nn1eu oslrn(J ep roop Ueptuo 'auDlatsptaqrillazuo ep ue,r 31o're8 slv 'rol -qce pleeq elsleqcse8lsrnloz 1equepupJe^ 'uel -{eJlaq 31 frqre ecrueqJeruunluu,r\{ ep JooCI 'uetutue,4Az suee.mdoruooJlsJeeru lroou srl ep uu1 lund 'srepuozfrq sleru sr^ ep llp lqJoo^ Jeetu llJoru 'ueSoturentua.4Azeleurxuur lueruoru lep dO ufrz uup tpro,r reloJ8 Jele,r leq ue^ preqleus ep doreu,tr lund laq lueruoru ppedaq uee do 'lure,rzeeru uooJls ap ueess?d leu erp srn ueE 'ueuoJls 1ee3 relleus speels suee,rJetuoolls arp JerArJuee ue? ue{uep ef un1 uadfr'r8aqa1 'uere18nrel uepeJqJsuftz do Joeu llp ulo telu retr{ca ftq ue{ 'pJeossede8uozuoq ep luuruueg 'ue)Jeu srepuozfrq sleru ue uee8 uooqJoop
o o
--
o a f f
a
=
o 9_
P_ z a c C ao o o J
=. o
@
o
./* -
1n'34
-
\llt,
De heilige graal Een van de eerste voorbeelden van unificatie Lwerd door lsaac Newton geleverd. Voor NeMon waren er twee soorten mechanica:de aardse mechanicaen de hemelsemechanica.De eersteonderzocht hoe appelsnaar beneden vielen, terwijl de tweede zich bezighield met de beschrijvingvan de banen van hemellichamen. De publicatie in 1687 van Newton's Principia bracht hierin een dramatische omwenteling. Newton stelde dat beide 'soorten' mechanica slechts verschillende manifestaties waren van MichaelFaraday(1791-1867) was oor:ipron66n en dezelfde kracht: de zwaartekracht. kelilkopgeleidals boekbinder. Hij raaktegefEen ander voorbeeld van unificatie is het ascineerddoor de natuur-en scheikundige boekendie hii onderogenkreegen werdop werk van Michael Faradaydat in 1873uitmond2l-larige leeftijdaangenomenals assistent de in de briljante synthesevan JamesClark Maxop het laboratorium van de RoyalInstitution well. Beide zagen zij in dat de elektrischekracht of London.Faradaywas een begaafdexperien de magnetischekracht samengebrachtkonmentator.Eenvan ziin grootsteverdiensten den worden onder de elektromagnetische is dat hij ontdektedat eleKriciteiten magnetisme,die tot dan toe als afzonderlijke verkracht. schijnselen werdenbeschouwd,in feitealleOok in het standaardmodel vindt er een zebei neerkomen, namelijkde elektromagnetikere vorm van vereniging van krachten plaats. schekracht. Het blijkt dat de beschrijvingvan de zwakke interactie noodzakelijkerwijs het bestaan van de elektromagnetischewisselwerking inhoudt. Beide wisselwerkingenworden dan ook wel eens collectief de elektrozwakke kracht genoemd. De ultieme droom van veel elementairedeeltjesfysiciis het vinden van een theorie die bewijst dat alle fundamentele wisselwerkingen verschillendegezichten zijn van 66n enkele oerkracht.
Om uit de impassete geraken,steldeHawking voor dat de wetten van de kwantummechanica niet opgaan in de buurt van zwarte gaten.Niet iedereenkon zich hier echterzo gemakkelijk in vinden. De Utrechtsefysicus 't Gerard Hooft was een van de eersteen hevigstecritici van Hawking'sstellingname. Met de snaartheorieen de laatsteinzichtenop het gebiedvan de dualiteit lijkt de onoverbrugbare tegenstellingtussenkwantummechanica en de relativiteitstheorie enigszinsbeslecht.Is er dan toch een definitieve theorie?Het is nog steedste vroeg om op deze vraag te antwoorden.De recenteontwikkelingenen de succesvolle beschrijving van zwarte gaten lijken veelbelovend. Nieuwe ideeenstellende deeltjesfysici hopenlijk in staatom aande handvan de snaartheorieconcrete,kwalitatieveen vooral toetsbarevoorspellingente maken.Er wacht ons nog eenboeiendavontuur!
92
Profdr AlexanderSevrin(33)studeerde natuurkunde aan deBUGentenpromoveerde in 1988aandeKULeuven. Nadienwashij enigejarenwerkzaam op verschillende institutenenuniversiteiten in deVerenigde Statenenop hetCERN in Gendve. Sinds1994 is hijalshoogleraar theoretische natuurkunde verbonden aandeVriieUniversiteit Brussel. Literatuur 't HooftG.Debouwstenen vandeschepping, eenzoektocht naarhetallerkleinste. Amsterdam: Prometheus, 1992. SusskindL. Black Holesand the Information Paradox. Scientific Amerlcan 1997:276.4'.40-454. Mukerjee M. Explaining Evefihing.Scientific American 1996:274. 1:72-78. BaisFA& Muller FA.Supersnaren. Natuur & Techniek 1991; 59.9: 672-695. Hawking S. Hetheelal. BertBakker, 1996(ookop cd-rom), Supersnaren enelementairedeeltjesfysica op Internet: http://theory.caltech.edu/people/jhs/strings/index.htm http://www.cern.ch/BigWelcome,html http://www.wins.uva.nl/research/string97/ http:/Altlendy.vu b.ac.be/dntk/
