Afwijking radioactiviteit: nieuwe natuurkunde?
Ruimte en Astronomie
Afwijking radioactiviteit: nieuwe natuurkunde?
Afwijking radioactiviteit: nieuwe natuurkunde?
Al meer dan een eeuw zweren geologen bij de nauwkeurige radioactieve klok die de natuur ons verschaft. Sommige atoomkernen zijn onstabiel. Zitten er in verhouding teveel protonen of juist teveel neutronen in, dan vallen ze na verloop van tijd uit elkaar. Ze zenden dan bijvoorbeeld een alfadeeltje (heliumkern, dus twee protonen en twee neutronen), een elektron of een positron uit. In hoeveel tijd dat is weten we niet van een individueel atoom, zegt de theorie.
Wat we wel weten is het gedrag van grote aantallen atomen: op een gegeven moment, dat per isotoop precies bekend is, is de helft van de atoomkernen uiteengevallen. Deze tijd staat bekend als de halfwaardetijd en vormt een soort datering die onderzoekers kunnen aflezen. In twee keer de halfwaardetijd is driekwart van de oorspronkelijke isotoop verdwenen, in drie keer zeven-achtste enzovoort. Als nu bijvoorbeeld bekend is dat de halfwaardetijd van een radioactieve isotoop 120 miljoen jaar is en in een meteoriet wordt maar een zestiende van de normale hoeveelheid isotopen aangetroffen, dan is de meteoriet 480 miljoen jaar oud. Deze theorie berust op de aanname dat er helemaal niets is dat kan beïnvloeden wanneer een bepaalde kern uiteenvalt.
Seizoensgevoelige atoomkernen
Een eerste scheurtje in dit dogma ontstond door jarenlange waarnemingen aan radioactief verval van cesiumkernen. Efraïm Fischbach, een professor aan de Purdue universiteit, een staatsuniversiteit in Indiana, zocht een generator van toevalsgetallen. En aangezien radioactief verval, dacht men, volstrekt willekeurig is, is dat een makkelijke manier om aan absoluut zuivere toevalsgetallen te komen. Fischbach sloeg aan het experimenteren en kwam tot een vreemde ontdekking. De vervalsnelheden bleven af te wijken van die in de literatuur. Ze dachten aan een meetfout – onderzoekers zijn minder arrogant dan veel mensen denken – maar toen ze metingen van collega-onderzoekers uit Duitsland en Brookhaven er naast legden bleek nog iets veel vreemders. In de winter bleek de vervalsnelheid hoger te zijn dan in de zomer.
Het raadsel van de zonnevlammen
Toen gaf een zonnevlam een extra aanwijzing. 13 december 2006 vond Purdue-onderzoeker Jere Jenkins een plotselinge daling in de vervalsnelheid. De daling begon – en nu komt het – midden in de nacht, anderhalve dag voordat de zonnevlam uitbarstte. Met andere woorden: welke vreemde invloed uit de zon deze merkwaardige daling in radioactiviteit ook veroorzaakte, het was in staat om ongestoord door de complete aardbol heen te razen.
En kondigde ruim van tevoren zonnevlammen aan. Op zichzelf is dit al een waardevolle ontdekking – zonnevlammen, plotselinge energieuitbarstingen op het zonsoppervlak, veroorzaken enorm veel narigheid voor satellieten, astronauten in de ruimte en gevoelige elektrische apparatuur. Klaarblijkelijk heeft de vreemde variatie iets te maken met de zon zelf en niet met een fout in de meetapparatuur, bijvoorbeeld door temperatuurschommelingen of weerpatronen. Een reden om gerichter te zoeken. Welke zonne-invloed kon hier verantwoordelijk voor zijn?
De bron: de kern van de zon?
Toen de onderzoekers door de data van Brookhaven spitten, vonden ze een ritmisch patroon van 33 dagen. De zon draait rond in 29 dagen. Dit verschil verbaasde de onderzoekers, tot ze zich realiseerden dat mogelijk de kern van de zon niet sneller, zoals tot nu toe gedacht, maar langzamer dan de zonnemantel ronddraait. In dat geval zou de periode exact overeenkomen met de snelheid waarin de zonnekern ronddraait. Daarmee is dit wel in strijd met hoe andere ronddraaiende objecten zich gedragen, die ook juist sneller roteren in de kern.
Open vraag 1: Neutrino’s?
Neutrino’s zouden een goede kandidaat kunnen vormen. Net als de onbekende invloed razen ze door tienduizenden kilometers massieve materie heen zonder hierdoor gehinderd te worden. Wel is er een probleem – gewoonlijk leiden neutrino’s juist tot meer radioactiviteit. Neutrinodetectors werken door het registreren van radioactief verval. Er is dan ook geen mechanisme bekend hoe neutrino’s dit effect zouden kunnen veroorzaken. Mogelijk is hier sprake van een nog onbekend deeltje.
Open vraag 2: Wat veroorzaakt zonnevlammen werkelijk?
Volgens de gangbare theorie worden zonnevlammen veroorzaakt door magnetische veldlijnen die in de knoop raken en zich door een enorme explosie ontwarren. De geheimzinnige invloed blijkt zich voor te doen al 36 uur voordat de eerste tekenen van de zonnevlam zich voordoen. Mogelijk opent de magnetische ontlading een kanaal in de fotosfeer waardoor de gloeiend hete inhoud van de convectielaag naar buiten kan lekken en er mogelijk extra kernfusie plaatsvindt. Het is bekend dat kernfusie plaats vindt tijdens zonnevlamerupties. Mogelijk hangt de productie van de vreemde invloed samen met kernfusie.
Wilde speculaties
Wat ik hierna schrijf is zeer speculatief en wordt op dit moment niet ondersteund door experimentele gegevens. Alhoewel zowel quantumelektrodynamica als quantumchromodynamica waarnemingen zeer nauwkeurig voorspellen (althans: op statistisch gebied), geven ze geen antwoord op de vraag wat er exact plaatsvindt op quantumniveau. Oftewel: wat de mechanica is achter quantumprocessen. Radioactief verval is een uitstekend voorbeeld. We weten dat op een gegeven moment de radioactieve atoomkern ‘tunnelt’ naar een vervallen kern plus een radioactief deeltje. We weten niet wat de gebeurtenissen zijn die direct aanleiding geven tot het verval. Op dit punt is de quantummechanica incompleet en dat laatste zit veel onderzoekers niet lekker.
Daar zijn wel allerlei zogenaamde “interpretaties†voor bedacht, zoals de Kopenhaagse “ik weet het niet†interpretatie en de veelwereldentheorie van John Everett III, maar al deze interpretaties doen een beroep op dingen die we niet waar kunnen nemen (Ockhams scheermes leert dat dat geen goed idee is) of zelfs de moed maar opgeven (Kopenhaagse interpretatie). Ik vermoed dat dit wel eens te maken kan hebben met een ander quantumproces wat met veel raadsels omgeven is: quantumdecoherentie. Twee deeltjes kunnen met elkaar verstrengeld raken (quantum entanglement) en vertonen vervolgens een werking op afstand: als aan een deeltje wordt gemeten, bepaalt dat de uitkomst van een meting aan het andere deeltje. Die verstrengeling wordt op een gegeven moment opgeheven: quantumdecoherentie.
Dan nu de sprong in het metafysische duister. Miljarden jaren geleden maakten de atomen in de zon en die in de aarde deel uit van dezelfde supernova. Dat geldt dus ook voor de protonen en de neutronen in de kernen. 99% van alle materie zit in de zon, dus 99% van alle atomen of subatomaire deeltjes in de aarde heeft een kwantumverstrengeld broertje in de zon. Mogelijk is dat wat er hier gebeurt – door de hoge onzekerheid van deeltjes betrokken bij fusie op de zon wordt de gemiddelde onzekerheid van de verstrengelde deeltjes in radioactieve kernen minder – en daarmee ook de kans dat de kern naar een nieuwe toestand tunnelt.
Deze invloed zou dan sterk afhankelijk moeten zijn van de afstand tussen deeltjes. Op zich is EPR dat niet, maar een semicausaal mechanisme is dat wel. Dan zouden ok virtuele deeltjespaden een rol moeten spelen. Wat wij als zwaartekracht waarnemen zou dan ook uit deze virtuele deeltjespaden bestaan, van verschillende soorten.
Bron Faqt
Al meer dan een eeuw zweren geologen bij de nauwkeurige radioactieve klok die de natuur ons verschaft. Sommige atoomkernen zijn onstabiel. Zitten er in verhouding teveel protonen of juist teveel neutronen in, dan vallen ze na verloop van tijd uit elkaar. Ze zenden dan bijvoorbeeld een alfadeeltje (heliumkern, dus twee protonen en twee neutronen), een elektron of een positron uit. In hoeveel tijd dat is weten we niet van een individueel atoom, zegt de theorie.
Wat we wel weten is het gedrag van grote aantallen atomen: op een gegeven moment, dat per isotoop precies bekend is, is de helft van de atoomkernen uiteengevallen. Deze tijd staat bekend als de halfwaardetijd en vormt een soort datering die onderzoekers kunnen aflezen. In twee keer de halfwaardetijd is driekwart van de oorspronkelijke isotoop verdwenen, in drie keer zeven-achtste enzovoort. Als nu bijvoorbeeld bekend is dat de halfwaardetijd van een radioactieve isotoop 120 miljoen jaar is en in een meteoriet wordt maar een zestiende van de normale hoeveelheid isotopen aangetroffen, dan is de meteoriet 480 miljoen jaar oud. Deze theorie berust op de aanname dat er helemaal niets is dat kan beïnvloeden wanneer een bepaalde kern uiteenvalt.
Seizoensgevoelige atoomkernen
Een eerste scheurtje in dit dogma ontstond door jarenlange waarnemingen aan radioactief verval van cesiumkernen. Efraïm Fischbach, een professor aan de Purdue universiteit, een staatsuniversiteit in Indiana, zocht een generator van toevalsgetallen. En aangezien radioactief verval, dacht men, volstrekt willekeurig is, is dat een makkelijke manier om aan absoluut zuivere toevalsgetallen te komen. Fischbach sloeg aan het experimenteren en kwam tot een vreemde ontdekking. De vervalsnelheden bleven af te wijken van die in de literatuur. Ze dachten aan een meetfout – onderzoekers zijn minder arrogant dan veel mensen denken – maar toen ze metingen van collega-onderzoekers uit Duitsland en Brookhaven er naast legden bleek nog iets veel vreemders. In de winter bleek de vervalsnelheid hoger te zijn dan in de zomer.
Het raadsel van de zonnevlammen
Toen gaf een zonnevlam een extra aanwijzing. 13 december 2006 vond Purdue-onderzoeker Jere Jenkins een plotselinge daling in de vervalsnelheid. De daling begon – en nu komt het – midden in de nacht, anderhalve dag voordat de zonnevlam uitbarstte. Met andere woorden: welke vreemde invloed uit de zon deze merkwaardige daling in radioactiviteit ook veroorzaakte, het was in staat om ongestoord door de complete aardbol heen te razen.
En kondigde ruim van tevoren zonnevlammen aan. Op zichzelf is dit al een waardevolle ontdekking – zonnevlammen, plotselinge energieuitbarstingen op het zonsoppervlak, veroorzaken enorm veel narigheid voor satellieten, astronauten in de ruimte en gevoelige elektrische apparatuur. Klaarblijkelijk heeft de vreemde variatie iets te maken met de zon zelf en niet met een fout in de meetapparatuur, bijvoorbeeld door temperatuurschommelingen of weerpatronen. Een reden om gerichter te zoeken. Welke zonne-invloed kon hier verantwoordelijk voor zijn?
De bron: de kern van de zon?
Toen de onderzoekers door de data van Brookhaven spitten, vonden ze een ritmisch patroon van 33 dagen. De zon draait rond in 29 dagen. Dit verschil verbaasde de onderzoekers, tot ze zich realiseerden dat mogelijk de kern van de zon niet sneller, zoals tot nu toe gedacht, maar langzamer dan de zonnemantel ronddraait. In dat geval zou de periode exact overeenkomen met de snelheid waarin de zonnekern ronddraait. Daarmee is dit wel in strijd met hoe andere ronddraaiende objecten zich gedragen, die ook juist sneller roteren in de kern.
Open vraag 1: Neutrino’s?
Neutrino’s zouden een goede kandidaat kunnen vormen. Net als de onbekende invloed razen ze door tienduizenden kilometers massieve materie heen zonder hierdoor gehinderd te worden. Wel is er een probleem – gewoonlijk leiden neutrino’s juist tot meer radioactiviteit. Neutrinodetectors werken door het registreren van radioactief verval. Er is dan ook geen mechanisme bekend hoe neutrino’s dit effect zouden kunnen veroorzaken. Mogelijk is hier sprake van een nog onbekend deeltje.
Open vraag 2: Wat veroorzaakt zonnevlammen werkelijk?
Volgens de gangbare theorie worden zonnevlammen veroorzaakt door magnetische veldlijnen die in de knoop raken en zich door een enorme explosie ontwarren. De geheimzinnige invloed blijkt zich voor te doen al 36 uur voordat de eerste tekenen van de zonnevlam zich voordoen. Mogelijk opent de magnetische ontlading een kanaal in de fotosfeer waardoor de gloeiend hete inhoud van de convectielaag naar buiten kan lekken en er mogelijk extra kernfusie plaatsvindt. Het is bekend dat kernfusie plaats vindt tijdens zonnevlamerupties. Mogelijk hangt de productie van de vreemde invloed samen met kernfusie.
Wilde speculaties
Wat ik hierna schrijf is zeer speculatief en wordt op dit moment niet ondersteund door experimentele gegevens. Alhoewel zowel quantumelektrodynamica als quantumchromodynamica waarnemingen zeer nauwkeurig voorspellen (althans: op statistisch gebied), geven ze geen antwoord op de vraag wat er exact plaatsvindt op quantumniveau. Oftewel: wat de mechanica is achter quantumprocessen. Radioactief verval is een uitstekend voorbeeld. We weten dat op een gegeven moment de radioactieve atoomkern ‘tunnelt’ naar een vervallen kern plus een radioactief deeltje. We weten niet wat de gebeurtenissen zijn die direct aanleiding geven tot het verval. Op dit punt is de quantummechanica incompleet en dat laatste zit veel onderzoekers niet lekker.
Daar zijn wel allerlei zogenaamde “interpretaties†voor bedacht, zoals de Kopenhaagse “ik weet het niet†interpretatie en de veelwereldentheorie van John Everett III, maar al deze interpretaties doen een beroep op dingen die we niet waar kunnen nemen (Ockhams scheermes leert dat dat geen goed idee is) of zelfs de moed maar opgeven (Kopenhaagse interpretatie). Ik vermoed dat dit wel eens te maken kan hebben met een ander quantumproces wat met veel raadsels omgeven is: quantumdecoherentie. Twee deeltjes kunnen met elkaar verstrengeld raken (quantum entanglement) en vertonen vervolgens een werking op afstand: als aan een deeltje wordt gemeten, bepaalt dat de uitkomst van een meting aan het andere deeltje. Die verstrengeling wordt op een gegeven moment opgeheven: quantumdecoherentie.
Dan nu de sprong in het metafysische duister. Miljarden jaren geleden maakten de atomen in de zon en die in de aarde deel uit van dezelfde supernova. Dat geldt dus ook voor de protonen en de neutronen in de kernen. 99% van alle materie zit in de zon, dus 99% van alle atomen of subatomaire deeltjes in de aarde heeft een kwantumverstrengeld broertje in de zon. Mogelijk is dat wat er hier gebeurt – door de hoge onzekerheid van deeltjes betrokken bij fusie op de zon wordt de gemiddelde onzekerheid van de verstrengelde deeltjes in radioactieve kernen minder – en daarmee ook de kans dat de kern naar een nieuwe toestand tunnelt.
Deze invloed zou dan sterk afhankelijk moeten zijn van de afstand tussen deeltjes. Op zich is EPR dat niet, maar een semicausaal mechanisme is dat wel. Dan zouden ok virtuele deeltjespaden een rol moeten spelen. Wat wij als zwaartekracht waarnemen zou dan ook uit deze virtuele deeltjespaden bestaan, van verschillende soorten.
Bron Faqt
