Creativiteit in de kosmos: onze ultieme schatkamer Open dag, NIKHEF, 5 oktober 2013 Creativiteit in de kosmos: onze ultieme schatkamer Piet Mulders http://www.nat.vu.nl/~mulders

Quiz 1 miljard = 1 000 000 000 = 109 1 duizendste = 0.001 = 10-3 Hoeveel seconden heeft 1 jaar? 3 x 107 s Wat is de snelheid van het licht? 300 000 km/s = 3 x 108 m/s (dus 1 lichtjaar ~ 1016 m) Hoe groot is het heelal? 15 miljard lichtjaar ~ 1,5 x 1026 m

Quiz 1 miljard = 1 000 000 000 = 109 1 duizendste = 0.001 = 10-3 Hoeveel moleculen H20 zitten er in een borrelglaasje? Navogadro ~ 6 x 1023 Hoe leeg is het heelal? minder dan 1 atoom/m3 (in schijf van melkweg 5/cm3) Hoeveel atomen bevat het heelal? ca 1079 atomen http://www.nat.vu.nl/~mulders P.J. Mulders

Afmetingen NU

Afmetingen 5 seconden na de Big Bang home

Hoe zit de wereld in elkaar? Theorie Experiment Toepassing http://www.nat.vu.nl/~mulders P.J. Mulders

Materie MATERIE

Materie MATERIE ELEKTRON ATOOM 10-10 m 0,000 000 000 1 m

Het periodiek systeem

Materie ATOOM 10-10 m ELEKTRON MATERIE ATOOMKERN 10-14 m NEUTRINO NUCLEON proton/neutron 10-15 m MATERIE ELEKTRON ATOOM 10-10 m ATOOMKERN 10-14 m NEUTRINO MATERIE ELEKTRON ATOOM 10-10 m Materie 0,000 000 000 000 001 m

Eiland van stabiliteit Atoomkernen Eiland van stabiliteit [Aantal protonen] [Aantal neutronen]

Atoomkernen Isotopen Radioactiviteit alpha beta gamma Na 15 min.

Neutrino’s

Bouwstenen van de subatomaire wereld

Materie ELEKTRON MATERIE ATOOM 10-10 m ATOOMKERN 10-14 m NEUTRINO NUCLEON proton/neutron 10-15 m QUARK up/down ELEKTRON MATERIE ATOOM 10-10 m ATOOMKERN 10-14 m NEUTRINO NUCLEON proton/neutron 10-15 m Materie < 0,000 000 000 000 000 001 m

Bouwstenen van materie d u proton d u neutron nucleonen Massa komt voor circa 98% uit energie ten gevolge van opsluiting! E = mc2 of m = E/c2

Hoe weten we dat allemaal? http://www.nat.vu.nl/~mulders P.J. Mulders

Gebruik de grootste microscoop op aarde

Antideeltjes

Standaard model 3 deeltjesfamilies

Krachten in materie http://www.nat.vu.nl/~mulders P.J. Mulders

Krachten in het dagelijks leven Elektromagnetisme Zwaartekracht Twee van de vier basiskrachten Beide gebaseerd op fundamentele principes

UNIFICATIE Standaard model 3 deeltjesfamilies 4 fundamentele krachten sterke kracht quark  nucleon  atoomkern elektromagnetische kracht atoom  molecuul  complexiteit zwakke kracht verval zwaartekracht UNIFICATIE Velden zijn ook deeltjes!

Standaard model 3 deeltjesfamilies 4 fundamentele krachten Bijbehorende krachtdeeltjes

Standaard model Higgs veld én deeltje 3 deeltjesfamilies 4 fundamentele krachten Bijbehorende krachtdeeltjes Massa’s van elektronen, quarks, neutrino’s? Higgs veld én deeltje

… en nog heel veel vragen! Zwarte gaten ?? Massa’s van neutrinos ? Donkere materie en energie Ruimte en tijd ? Punten ? Snaren ? Big Bang De magie van drie! Families, kleuren, aantal ruimtelijke dimensies ?

De geschiedenis van het heelal Een verhaal in zes episoden http://www.nat.vu.nl/~mulders P.J. Mulders

13.7 miljard jaar geleden OERKNAL

inflatie

en tenslotte nu ….

… over de donkere materie en energie … http://www.nat.vu.nl/~mulders P.J. Mulders

Massa en energie in het heelal Donkere energie 73% Koude donkere materie 23% kosmische versnelling Donkere baryonische materie (3.5%) Normale materie: sterren (0.4%)

Massa- en energie-verdeling in heelal Rotatie van melkwegstelsels Gravitatielenzen Achtergrondstraling

A view deep into the universe

Materie en gas in bullet cluster Optisch Röntgenstraling

Materie en gas in bullet cluster Optisch Gravitationeel

Materie en gas in bullet cluster

Sterren (1-2%) Heet gas van geioniseerde deeltjes botst (5-15%) En een heleboel donkere materie wat net als de sterren enkel zwaartekracht voelt (> 80%) 4700 km/s 720 kpc

Oorsprong van massa? Stay tuned! De vraag naar de oorsprong van massa is nog steeds maar half beantwoord! Misschien geven de precisie experimenten bij de Large Hadron Collider bij CERN nieuwe aanknopingspunten … of … … komt het antwoord uit de kosmos Stay tuned!

EINDE