Mischa Brendel
- Nauwkeurigheid tot de picometer
- Bevestigen of verwerpen theorie
Een groep onderzoekers van de VU Amsterdam en FOM hebben een instrument ontwikkeld waarmee ze een belangrijke theorie over het bestaan van zogenoemde donkere energie kunnen testen. Dit instrument is in staat om het zogenoemde kameleon-model te bevestigen, danwel te ontkrachten.
Donkere energie is een hypothetische vorm van energie, die verantwoordelijk is voor de versnelde uitdijing van het heelal. Berekeningen tonen aan dat circa 70 % van de totale massa in het heelal is toe te schrijven aan deze donkere energie. Bovendien heeft donkere energie een merkwaardige eigenschap: in de lege delen van het universum oefent het gigantische krachten uit, terwijl de aanwezigheid van donkere energie in de delen waar zich planeten bevinden geen meetbare gevolgen lijkt te hebben. Het kameleon-model stelt dat donkere energie het resultaat is van een deeltje dat in vacuüm een sterke interactie aangaat, terwijl dit effect in gebieden met een grote dichtheid (zoals in ons zonnestelsel) wordt afgeschermd. Tot nu toe kon de juistheid van dit model echter niet worden vastgesteld.
De VU- en FOM-onderzoekers hebben nu echter een instrument ontwikkeld dat dit wel kan: Cannex (Casimir And Non-Newtonian force EXperiment). Het instrument is gebaseerd op twee parallelle platen met hieromheen een medium. Door de dichtheid van dit medium te veranderen, is een verandering in de sterkte van eventuele kameleon-interacties waar te nemen.
‘Het instrument heeft uiterst gevoelige sensoren, die veranderingen in de positie van de platen tot op de picometer nauwkeurig kunnen detecteren’, vertelt VU-onderzoeker Attaalah Almasi.
De sensoren die de veranderingen in de krachten moeten meten, bevinden zich in een vacuümkamer. Verder bevat het Cannex-instrument een antitrillingssysteem, om seismische en akoestische trillingen te elimineren. Almasi: ‘Als medium gebruiken we een gas, bijvoorbeeld xenon, waarvan we de dichtheid kunnen veranderen. Diverse krachten oefenen invloed uit op de platen. Maar van alle krachten, zoals de elektrostatische kracht, kunnen we voorspellen wat die invloed exact zal zijn.’ Mocht er dus een invloed van een kracht worden gemeten die niet voorspeld is, dan zou het om de kameleon-interactie moeten gaan. Wordt er buiten de bekende krachten niets gemeten, dan kunnen de onderzoekers de kameleon-hypothese verwerpen.
De onderzoekers bouwen momenteel het instrument op. ‘We hebben sensoren die gevoelig genoeg zijn, maar er zijn nog wel wat technische uitdagingen die we moeten overwinnen’, aldus Almasi. Hij verwacht echter dat dit geen grote problemen op zal leveren en dat het instrument eind dit jaar aan officiële metingen kan beginnen.
