Hoe wordt een atoom gevormd?

Over elementaire deeltjes en het ontstaan van het heelal
Herinner jij je nog de Tabel van Mendelejev? Daarover leerde je wellicht dat de atomen die erin staan de bouwstenen zijn waaruit alle materie is gemaakt. Maar... waaruit bestaan die atomen dan? En hoe is dat allemaal tot stand gekomen? Deeltjesfysicus Maja Verstraeten (UAntwerpen) neemt je mee naar de oerknal waar alles is begonnen. Welkom in de wereld van de elementaire deeltjes!
Maja krijgt de titel van doctor pas toegekend op haar publieke verdediging, dewelke door Corona is uitgesteld.
Meer wetenschap? Check:
Onze website! ► www.universiteitvanvlaanderen....
Twitter ► / universiteitvl​​
Facebook ► / universiteit​​. .
Instagram ► / universitei. .
Voor niet-commercieel gebruik is het toegestaan om fragmenten (mits context behouden) te gebruiken. Bij twijfel, mail ons op [e-mail].
*Wil je reageren op onze video’s? Fijn, we horen graag van je!*
We willen je er wel even op wijzen dat...
- schelden niet is toegestaan, net als kwetsende, discriminerende, seksistische of racistische uitspraken,
- links naar andere pagina’s, kanalen of websites niet zijn toegestaan, tenzij naar wetenschappelijke artikels of nieuwsberichten,
- feitelijke onwaarheden of onduidelijke berichten niet kunnen,
- een inhoudelijk debat zeker kan, maar persoonlijke opmerkingen over de spreker niet kunnen. Onze wetenschappers doen vrijwillig mee aan onze video’s, laten we het leuk houden voor hen.

[@vollonLuk]

Proficiat; een van de beste lezingen die ik hier al gezien heb. Een moeilijke materie wordt bijzonder goed uitgelegd en begrijpbaar voor een leek zoals ik.

[@UniversiteitvanVlaanderen]

Bedankt! We geven de complimenten graag door aan de wetenschapper!

[@wimdaeleman534]

Amai, dat is goed uitgelegd! Ik had er al 't één en ander over gelezen (bv.: de boeken van JP Keulen: De Deeltjesdierentuin en De Deeltjessafari, ook heel goed!!), maar ik slaagde er nooit in het begin van het brede verhaal te zien. Nu lukt het me echter weeral een beetje meer.

[@frankderoover9054]

Inderdaad, eindelijk iemand die dit moeilijke verhaal op een bevattelijke manier uitlegt.

[@levelomhoog8667]

Erg informatieve video, is niet mijn gebied dit maar het was erg leuk om er eens iets over te leren!

[@ronnyvanhoutte6805]

Super goed uitgelegd.

[@martijnvangorp]

Top lezing.

[@jilljochems4649]

Wow, super interessant en goed uitgelegd. Bedankt voor deze uitleg!

[@tchilp]

Bedankt voor de ondertiteling!

[@DCOF]

Zij is zo ongelooflijk mooi.

[@TomSwerts]

Heel fijn uitgelegd.

[@marcroolant7775]

En dan nu nog een college over nucleosynthese, en dan weten we hoe die zwaardere atomen ontstaan. Kijk er naar uit.

[@RaissaKarolinaKPasker]

Dank u wel).

[@TISM]

Ik kijk uit naar je vervolgverhaal

[@Haassan1]

Waaruit bestaat een 'elektrische lading'? Ik wil graag weten hoe de elementaire deeltjes elektrisch geladen zijn, en wat daarvoor nodig is.

[@majaverstraeten1780]

Dat is een hele goede vraag! Alles wat we weten over elementaire deeltjes, hebben we proefondervindelijk achterhaald. Wetenschappers hebben ondervonden dat sommige objecten elkaar aantrekken of afstoten. Deze objecten heeft men dan verdeelt in twee groepen, A en B. Een object uit groep A trekt de objecten uit groep B aan en omgekeerd. De objecten uit groep A stoten elkaar onderling allemaal af. En de objecten uit groep B stoten elkaar onderling ook allemaal af. Om over dit concept te kunnen communiceren, heeft men hier namen aan gegeven. Men heeft gedefinieerd dat ieder object een "elektrische lading" heeft. De elektrische ladingen van groep A en groep B noemt men respectievelijk "negatief" en "positief". Objecten die geen elektrische lading hebben en die geen effect hebben op andere objecten, daarvan is de elektrische lading "0" of "neutraal". Merk op dat we dit evengoed omgekeerd hadden kunnen definiëren, dan zouden objecten uit groep A (bijvoorbeeld een electron) net een positieve elektrische lading hebben. We hadden ook helemaal andere namen kunnen kiezen zoals "zwart" en "wit". Kortgezegd, wetenschappers hebben een fenomeen ontdekt dat men kan beschrijven met "elektrische ladingen die positief of negatief zijn". Het bovenstaande was proefondervindelijk, experimenteel. Nu vanuit de theoretische kant! In de afgelopen eeuw heeft men een wiskundig formalisme opgesteld, waaruit de elementaire deeltjes, hun ladingen en hun interacties af te leiden zijn! Dit wiskundig formalisme zijn de kwantumveldtheorieën (electroweak theory en quantum chromo dynamics). Dit formalisme is enorm elegant en vormt de basis van het Standaard Model van de elementaire deeltjes. Het formalisme vertrekt van bepaalde symmetrieën. Net zoals een cirkel een rotatiesymmetrie bevat (dus ongewijzigd blijft indien men de cirkel draait rond zijn middelpunt), zo volgt het universum enkele symmetrieën. Bijvoorbeeld blijven de wetten van de fysica ongewijzigd indien men "lokale rotaties in het complexe vlak" uitvoert. Zulke "complexe" rotaties zijn onderdeel van de groep U(1). Eén van de belangrijkste ideeën in de natuurkunde is dat er voor elke symmetrie een bijbehorende behouden grootheid is (dit is de stelling van Amalia Noether). De behouden grootheid voor de symmetrie onder groep U(1) is de elektrische lading!

[@che7082]

@@majaverstraeten1780 als je het zwart of wit noemt in de plaats van positief of negatief dat begrijp ik conceptueel. Het is gewoon een afspraak, maar om het bos door de bomen te zien, waarom noemt men het dan ook 'elektrisch' - zijn er dan ook elektromagnetische krachten die hier meespelen? Is het correct te stellen dat electromagnetische krachten in feite altijd gewoon een uitwisselingen zijn van fotonen ? En mag men dan ook stellen dat een magnetische veld eigenlijk gewoon een uitwisseling is van fotonen? Is een magnetische veld dan eigenlijk zichtbaar (niet voor onze ogen, maar in het licht spectrum?)

[@majaverstraeten1780]

@@che7082 Klopt, elektromagnetische krachten zijn gewoon een uitwisseling van fotonen. Je hebt telkens een lading een kracht en een boodschapperdeeltje die samenhangen, namelijk: Deeltjes met een elektrische lading ondervinden de elektromagnetische kracht en deze wordt overgebracht door fotonen. Deeltjes met een kleurlading ondervinden de sterke kernkracht en deze wordt overgebracht door gluonen. Deeltjes met een zwakke lading* ondervinden de zwakke kernkracht en deze wordt overgebracht door zwakke bosonen. Ik heb ervoor gekozen om in de video de krachten niet te benoemen zodat ik de luisteraar niet met teveel termen om de oren sla. Ik ben heel blij met uw vraag zodat dit nog benoemd wordt! Ookal is het magnetische veld een uitwisseling van fotonen, toch is het niet zichtbaar. Dit komt doordat deze fotonen eigenlijk niet zouden mogen bestaan. Laat me dit even uitleggen. De fotonen dragen momentum en energie over tussen de deeltjes met een elektrische lading, waardoor ze de effecten veroorzaken die bekend staan als elektromagnetisme. In deze processen blijven energie en momentum globaal gesproken behouden, in overeenstemming met de basiswetten van de natuurkunde, maar op het moment dat het ene deeltje een foton uitzendt en een ander deeltje het absorbeert, wordt energie niet behouden! Dit is toegestaan binnen de grenzen van het onzekerheidsprincipe van Heisenberg: de energie van het uitgewisselde foton mag "geleend" worden als het voor korte duur is. Hoe meer energie geleend wordt, hoe korter de duur van de lening mag zijn volgens het onzekerheidsprincipe. Dergelijke geleende fotonen worden "virtuele" fotonen genoemd en zij brengen de elektromagnetische kracht over, zoals bijvoorbeeld tussen magneten. De virtuele fotonen worden onderscheiden van de "reële" fotonen, hetgeen de pakketjes elektromagnetische straling zijn die voor altijd mogen bestaan, zoals licht. Het licht dat we zien bestaat dus uit reële fotonen. Alle boodschapperdeeltjes, d.w.z. ook de gluonen en de zwakke bosonen, zijn virtuele deeltjes die moeten voldoen aan de voorwaarden van het onzekerheidsprincipe. * Om correct te zijn moet ik eigenlijk zeggen 'deeltjes met een zwakke isospin', maar voor de eenvoud noem ik het zwakke lading.

[@majaverstraeten1780]

@@Haassan1Als je lichte lectuur wel zou oppakken, dan is 'De deeltjesdierentuin' van Jean-Paul Keulen een geweldige aanrader!

[@che7082]

@@majaverstraeten1780 Super bedankt voor uw antwoord -zeer leerrijk ; electromagnetische-, sterkt kern-, zwakke kernkracht = virtuele fotonen ;gluonen of bosonen, electromagnetische straling = reële fotonen ; heb je dan in analogie ook reële gluonen en/of reële bosonen? wat zou dat kunnen zijn?

[@martijntreffers49]

Toch ontbreken er twee kleinigheden in haar verhaal: a) want wat was er dan vóór die oerknal en b) waarin dijt het heelal dan steeds maar uit?

[@UniversiteitvanVlaanderen]

De vraag 'wat was er voor de oerknal?' is een beetje zoals tijdens een wiskundige berekening proberen delen door nul. Het is moeilijk te vatten voor mensen maar wetenschappers zijn het erover eens dat de oerknal niet alleen ruimte maar ook tijd in het leven riep. Er bestaat dus geen 'voor de oerknal'.

[@erwinvierstraete4413]

Ingewikkelde materie simpel uitgelegd zodat mensen wiens vakgebied dit niet is het ook kunnen begrijpen. Ik heb al willen merken dat vrouwen dat beter kunnen dan mannen