Deeltjesfysica in het Hoenderdossiaans

Wat mij dan opvalt, als ik de stukken lees over CERN, het Higgsdeeltje, en het standaardmodel van de theoretische natuurkunde; is dat het menselijke denken over het universum in pakweg 2500 jaar niet wezenlijk is veranderd.

Laat mij beginnen met, in mijn eigen lekenwoorden, uitschrijven wat men in CERN probeert te doen. Voor zover ik het allemaal heb begrepen, en ik kan er natuurlijk naast zitten, want ik ben geen natuurkundige, is dat een zekere Peter Higgs ooit heeft bedacht dat er een deeltje moet zijn, dat andere deeltjes massa geeft. In het Hoenderdossiaans: U en ik zijn gemaakt van moleculen, die gemaakt zijn van atomen, die gemaakt zijn van electronen, protonen en neutronen, die gemaakt zijn van quarks die op hun beurt niet meer ergens van gemaakt zijn, want quarks zijn zogenaamde ‘elementaire deeltjes’. Samen met zogenaamde leptonen en ‘gauge bosons’ vormen zij de legosteentjes waar alles andere legosteentjes van gemaakt zijn.

Er is een hele familie van deze elementaire deeltjes waargenomen, en allemaal hebben ze nét even iets andere eigenschappen en kenmerken. Het gaat een beetje ver om het hele standaardmodel uit te leggen, bovendien kan ik dat helemaal niet. Wat ik ervan heb begrepen is in elk geval dat deeltjes met een ‘hele spin’ (of beter gezegd: een integer spin) bosons worden genoemd, en deeltjes met een halve spin Quarks of Leptonen. Die laatste twee (de deeltjes met een halve spin) worden met materie – u, ik, een bak spaghetti, bomen, het strand enzovoorts – in verband gebracht, en de bosons gaan over ‘krachten’. Denk aan zwaartekracht, electromagnetisme enzovoorts.

Bent u er nog? In het Hoenderdossiaans: De natuurkunde deelt het universum op in twee belangrijke delen die samen een het hetzelfde zijn. De twee afzonderlijke delen zijn ‘spul waar de boel van is gemaakt’ en ‘manieren waarop die spul waar de boel van is gemaakt met elkaar omgaat’. De deeltjesfysica stelt het universum voor als een soort ‘spul en kracht emulsie’. Een voorbeeld van zo’n ‘spul en kracht emulsie’ is licht.

Licht kan niet verklaard worden uit alleen maar materie (zoals Newton dacht), en ook niet uit alleen maar een golf (wat Huygens veronderstelde). Dankzij verschillende experimenten van onder andere Planck en Hertz, hebben we nu de theorie dat licht bestaat uit een stroom elementaire deeltjes die ‘fotonen’ worden genoemd.

Enfin, alles bestaat dus uit spul en kracht. Een van die krachten, is zwaartekracht, dat natuurkundigen liever gravitatiekracht noemen. Zwaartekracht suggereert iets dat met gewicht te maken heeft, en gewicht is variabel. U weegt onder water zes keer zo weinig op land. Wilt u afvallen? Overweeg een reisje naar de maan.

In tegenstelling tot uw gewicht, is uw massa constant. Of u nu op de maan bent, of in de tuin: uw massa verandert er niet door. Maar in tegenstelling tot de eerder genoemde verklaring voor electromagnetisme via fotonen, hebben we het deeltje dat massa kan verklaren nog niet gevonden. Het Higgsdeeltje zou die kracht moeten verklaren. In het Hoenderdossiaans: we weten dat ‘de spul en krachtemulsie’ massa heeft, maar we weten niet hoe die massa is geregeld. Nou ja, we hebben een theorie, die is bedacht door Peter Higgs: het Higgs-boson: een deeltje die ervoor zorgt dat de ‘spul en krachtemulsie’ massa heeft. Waar ze in CERN nu mee bezig zijn, is proberen het theoretische Higgs-boson te vinden.

Tot zover mijn begrip van deze zoektocht die in de kern neerkomt op de vraag: hoe zit de hele zooi in elkaar? Waar ik dit artikel mee begon was de stelling dat onze manier van naar dit universum kijken in de afgelopen 2500 jaar niet wezenlijk is veranderd. Ik bedoel daarmee, dat de mens het universum nog altijd op dezelfde manier bekijkt.

Misschien is ons concept oneindig veel gecompliceerder dan die van de presocratische Grieken, en hebben we dankzij onze technologie een exacter begrip gekregen van hoe ons universum in elkaar zit: de manier waarop wij er naar kijken verschilt niet wezenlijk van de zoektocht Mileziërs die – net als wij – op zoek waren naar een arche: dé bouwsteen van alles. Voor de een was dat vuur, voor de ander water, lucht of aarde. Een eindje verderop in de geschiedenis stelt Empedocles dat alles een combinatie is van de vier elementen, die bijeengehouden wordt door de universele kracht Liefde, of juist uit elkaar gedreven wordt door de universele kracht Strijd.
Evenals onze huidige opstelling dat de Het universum een ‘spul en krachtemulsie’ is dus.

Wat ik nu fascinerend vind is de kennelijke intrinsiek menselijke behoefte om het universum te zien als een samenhangend geheel van bouwstenen die alles kunnen verklaren. Er is een duidelijke behoefte om het ‘Alles te verklaren’, een theorie die met de experimenten in CERN steeds dichter bijkomt, en die steeds concreter wordt. In plaats van vuur en lucht, spreken we tegenwoordig van Fotonen, Higgs-bosons, Quarks en Nuclei. En we denken dat we steeds dichter bij de waarheid komen, en misschien is dat zelfs ook wel zo. Hierin zit tevens de wens om dit te doen via modellen, en kennelijk ook langs telkens dezelfde wegen. We geven de arche een andere naam, en we ontdekken steeds ingewikkelder mysteries. Maar de denkwijze – de methode blijft telkens hetzelfde.

Ik verbaas mij eigenlijk veel meer over deze dynamiek, dan over de complexiteit van de kosmos. Wie heeft ooit de aanname gedaan dat alles in ons universum (hoezo uni trouwens?) is opgebouwd uit kleinere deeltjes, totdat er een ondeelbaar nulpunt (een arche) is bereikt? De presocratische filosofen? Of zit deze behoefte de wereld zo te bekijken nog dieper in de mens? Misschien wel net zo diep, als de religieuze behoefte, die elke cultuur in ontwikkeling vroeg of laat ‘verzint’. Deze denkbeelden zijn even hardnekkig en even onveranderlijk. Daarin verschilt de theoretische natuurkunde, en vooral de deeltjesfysica, niet van de theologie.

De theologie zoekt, net als de natuurkunde, de filosofie en de kunst, selectief. Er is een aanname (er zijn ten minste een of meerdere superwezens die de aarde besturen) en het wordt gezocht naar ‘bewijzen’ (het orakel van Dephi, de openbaringen van Abraham, Moses, Jezus, Mohammed etc).

In de exacte wetenschap is er de aanname dat alles is opgebouwd uit een arche, en gaan we daarnaar op zoek. Logisch dat je dan vroeg of laat atomen, en zelfs subatomaire deeltjes vindt. Eigenlijk verschilt die onderzoeksmethode in de kern niet al te zeer van Hadewych’s zoektocht naar de Goddelijke min.

Ik zou niet weten hoe men anders naar het universum, materie, empirische wetenschap, theologie of kunst zou kunnen kijken, dan met de gereedschappen die de mens voor zich heeft. Ook mijn voorstellingsvermogen heeft zijn beperkingen.

Of het Higgs-boson binnenkort gevonden wordt, of juist niet, en welke gevolgen dat heeft voor de (menselijke) ontwikkeling, kan en wil ik niet voorspellen. Ik ben in elk geval alvast benieuwd welke vraag we gaan verzinnen, als alles is verklaard.