Met neutronen een parallel universum detecteren

Volgens meerdere kwantuminterpretaties en de snaartheorie bestaan er naast ons knusse universum meerdere parallelle universa. Ons heelal lijkt de sporen te tonen van de botsing met iets, zelfs voor astronomische begrippen, enorms. Nu komen Belgische natuurkundigen met een bruikbare methode om uit te vinden of er een parallel universum is naast dat van ons. En nog beter, een manier om naar een parallelle wereld te reizen…

De perfecte bankroof
Stel, je zou van dit heelal naar een parallel heelal kunnen reizen en weer terug. Dan zou je vrij gemakkelijk goudstaven kunnen roven uit de kluis van de Nederlandsche Bank. Eerst stap je in huis in een ruimtepak, want in een parallel universum is de kans aanwezig dat je in het luchtledig terecht komt. Immers, het universum, dus ook een parallel universum, waar de natuurwetten op die van ons lijken, bestaat vrijwel geheel uit leegte. Dan gebruik je je apparaat, gaat met je stuwraketjes naar de locatie waar de goudstaven liggen in dit heelal en keert terug. Je vult je grote plunjezak met vele kilo’s goud en volgt dezelfde route. Terwijl jij gniffelend je buit telt en toekomstplannen maakt, komt er een ingelast extra journaal op TV.

Ander heelal
Volgens sommige theorieën kunnen deeltjes uit andere universa naar dit universum reizen en andersom. Dit kan als twee zogeheten 3-branen, de term in de snaartheorie voor driedimensionale parallelle universa, elkaar dicht genoeg naderen. Volgens sommige varianten van deze theorie bestaan deeltjes in meerdere branen tegelijkertijd: een vorm van superpositie.

Botst één van deze deeltjes, bijvoorbeeld een neutron, met een ander deeltje, dan verdwijnt deze superpositie en “kiest” het deeltje tussen één van de universa waarin het voorkomt. Op dit manier kunnen neutronen van het ene 3-braan naar het andere lekken, aldus de onbewezen theorie althans. Stel, één van deze neutronen reist in het parallelle universum verder en wipt door een ander proces terug naar dit universum. Dan zullen barrières in dit universum, zoals de mantel rond een kernreactor, de neutronen niet tegenhouden en zullen sommige van deze neutronen toch gedetecteerd kunnen worden.

Geen afwijkingen
We zien in het dagelijks leven nooit deeltjes uit het niets verschijnen of verdwijnen. Deze lekkage komt dus vrijwel nooit, tot nooit voor. Vinden we neutronen die wél in staat zijn om van de ene braan naar de andere te springen, dan hebben we een doorslaggevend bewijs voor het bestaan voor een heelal naast het onze.

De voornaamste technische uitdaging is uiteraard hoe we neutronen uit ons universum kunnen onderscheiden van neutronen uit een parallel universum. Sarrazin en zijn collega’s willen dit bereiken door een kernreactor waaruit grote hoeveelheden neutronen vrijkomen, zelf denken ze aan de zeer krachtige neutronenleverende reactor van Institute Laue Langevin (ILL) in het Franse Grenoble, goed af te schermen en hier in de buurt een neutronendetector te plaatsen. Langzame, “thermische”, neutronen worden weggevangen door een mantel met een boorrijke verbinding rond de detector te plaatsen. Neutronen die ze waarnemen, moeten dus binnen de detector zijn opgedoken. Een tweede methode is, het vergelijken van de hoeveelheid waargenomen neutronen als functie van de afstand van de kernreactor. Staat de detector twee keer zo ver weg, dan zou het aantal waargenomen neutronen moeten dalen tot een kwart. Een derde methode is het meten van seizoenseffecten. Volgens de braantheorie waar Sarrazin c.s. in geloven, leidt een veranderend zwaartekrachtsveld tot meer of juist minder braaninteractie. De baan van de aarde om de zon is een ellips, waardoor er een lichte verandering in de zwaartekracht optreedt in de loop van het jaar. Dit zou dus een seizoenseffect op moeten leveren.

Door een muur schijnen
Dit effect zou ook met andere deeltjes, zoals fotonen kunnen optreden. Eerdere soortgelijke experimenten, waarbij met een sterke laser op een muur werd geschenen, leverden echter niets op. Het aantal deeltjes in een laser is vele ordes van grootte groter dan de neutronenflux uit een kernreactor. Onze apparatuur om fotonen te meten is ook veel gevoeliger, vrijwel 100% van alle fotonen wordt gedetecteerd. Als een foton uit de laserstraal de binnendoorgang via een parallel braan had genomen, hadden deze onderzoekers dit gemeten. Of dit iets gaat opleveren is dan ook de vraag.
Aan de andere kant zijn de gevolgen van het ontdekken van een parallel universum waar we heen kunnen reizen, enorm. Mogelijk zelfs de grootste ontdekking ooit in de geschiedenis van de mensheid. Als onderzoeksonderwerp dus zeker meer dan de moeite waard.

Bron
Probing braneworld hypothesis with a neutron-shining-through-a-wall experiment, ArXiv preprint server, 2015