Informatie voor de pers. Vrije Universiteit Amsterdam.
15/03/2004
---
Zijn fysische constanten wel zo constant?
Fysici van het Lasercentrum-VU hebben een nieuwe belangrijke bijdrage
geleverd aan de discussie rond de vermeende variabiliteit van
natuurkundige constanten. Door waterstofspectra van miljarden jaren
oude quasars te vergelijken met precisiemetingen in het Lasercentrum
van de VU konden Wim Ubachs (hoogleraar Atoom- en Laserfysica aan de
VU) en Elmar Reinhold (Laboratoire Aimé Cotton in Parijs) vaststellen
dat de dimensieloze constante m (de verhouding
protonmassa/elektronmassa, M /m )* in de loop der tijd niet is
veranderd - binnen de meetnauwkeurigheid van dit moment.
In de natuurkundeboeken heeft de dimensieloze constante m inderdaad
een vaste waarde van 1836,1526670(39). m en de andere fysische
constanten - zo´n 25 in totaal - worden algemeen beschouwd als de
pijlers van een rotsvast fysisch-theoretisch bouwwerk. Toch hebben de
afgelopen 60 jaar veel fysici zich over de vraag gebogen of de
constanten in de loop van de geschiedenis wel zo constant zijn
(geweest). Recentelijk is deze fundamentele kwestie in het domein van
de experimentele waarneming getild, waarbij ultrastabiele lasers een
sleutelrol spelen.
De groep van Ubachs vergeleek de absorptie-spectra van waterstof
(H ) zoals in het lab gemeten, met de H -absorptielijnen die door
quasars worden uitgezonden. Het quasarlicht werd zo´n twaalf miljard
jaar geleden geproduceerd en kan met gevoelige telescopen vanaf de
aarde worden gemeten. Bij de labmetingen maakte de groep van Ubachs
gebruik van het speciale, smalbandige, extreemultraviolette
laserlicht. Dankzij dit licht dat met behulp van geavanceerde
apparatuur in het Lasercentrum VU wordt ´gekweekt", kan de groep van
Wim Ubachs heel nauwkeurig spectrale overgangen van moleculair
waterstof bestuderen. Ubachs: "Tot voor kort werd als referentie een
atlas van H -emissielijnen gebruikt, gemeten op het Observatoire de
Paris. Wanneer je de quasarlijnen hiermee vergelijkt, blijken de
atlasgegevens te onnauwkeurig. Daarom zijn we in ons Lasercentrum
opnieuw aan de slag gegaan, wat heeft geleid tot gegevens met een
nauwkeurigheid van 5x10^-8. "
De vergelijking van de VU-fysici laat zien dat de massaverhouding
minder dan een-duizendste procent is veranderd over een tijd van
twaalf miljard jaar. Ubachs: "De uitdaging voor de toekomst is om die
variatie met nog meer nauwkeurigheid onder de loep te nemen. Daarbij
zijn verbeterde telescopen en spectrometers van groot belang. Ook
willen we graag nog meer quasars bij de vergelijking betrekken.
Misschien worden bij nog preciezere metingen wél echte veranderingen
van de zogenaamde fundamentele constantes gevonden. Dat zou de
grondvesten van de natuurkunde flink door elkaar schudden."
Vrije Universiteit Amsterdam