Zwaartekrachtsgolven: Casimireffect mogelijk?

Share Button

Tussen twee platen gebeurt er iets merkwaardigs op nanoschaal. Hoe dichter ze elkaar naderen, hoe extreem veel sterker ze elkaar aantrekken: het Casimireffect. Zou dit effect ook met de tot nu toe nog nooit direct waargenomen zwaartekrachtsgolven op kunnen treden? Ja, denkt theoretisch natuurkundige James Quach. Als bonus krijgen we dan ook anti-zwaartekracht.

Zwaartekracht: extreem zwak
Zwaartekracht is de zwakste van de vier (of drie) elementaire natuurkrachten. Zwaartekracht is de enige kracht waarvan het krachtvoerende deeltje, het hypothetische graviton, nog nooit is ontdekt. Van de overige krachten: de elektromagnetische kracht, sterke kernkracht en zwakke kernkracht, wel. Sterker nog: zelfs zwaartekrachtsgolven, voorspeld door de Algemene Relativiteitstheorie, zijn nog niet ontdekt. Dit heeft alles te maken met de extreme zwakte van zwaartekracht. Wij kunnen met gemak de zwaartekracht van de gehele aardbol overwinnen door rechtop te staan. De zwaartekrachtsenergie die de aarde in een baan rond de zon uitstraalt is ook extreem weinig: het vermogen van een flinke gloeilamp.

Antizwaartekracht. Erg populair onder grenswetenschappers, hartgrondig gehaat door mainstream natuurkundigen.

Antizwaartekracht. Erg populair onder grenswetenschappers, hartgrondig gehaat door mainstream natuurkundigen.

Leger dan leeg
Het Casimireffect laat twee metalen platen aan elkaar kleven en neemt heel snel toe, naarmate de afstand tussen twee platen afneemt.  Het wordt veroorzaakt,omdat het vacuüm tussen twee platen leger is dan leeg: er is te weinig ruimte voor bepaalde virtuele deeltjesparen om zich te vormen, waardoor de virtuele deeltjes in de ruimte om de platen heen, een netto druk uitoefenen en deze tegen elkaar persen. Als gravitonen bestaan, moeten ze ook virtuele deeltjesparen kunnen vormen. Dus zouden ze ook onderhevig moeten zijn aan het Casimireffect, aldus James Quach van de universiteit van Tokyo.

Zwaartekrachtafstoting door extreem gekoelde supergeleidende materialen?
Het probleem is uiteraard dat er voor zover we weten, geen materialen zijn die zwaartekracht afstoten. Maar misschien is er een uitzondering, denkt Quach. Een spiegel van supergeleidend materiaal, die gekoeld wordt tot in de buurt van het absolute nulpunt, zou, aldus Quach, wel degelijk zwaartekrachtsgolven kunnen weerkaatsen. En hiermee te gebruiken zijn voor dit experiment. Prettige bijkomstigheid: dan zouden we de zwaartekracht kunnen  opheffen. Een potje quidditch, vliegtuigen zonder brandstof en ruimtevaart voor een prikje zouden allemaal mogelijk worden. Klinkt het te mooi om waar te zijn? Dat is het waarschijnlijk ook. Waarschijnlijk, maar niet 100% zeker. De zogeheten Heisenberg-Coulomb hypothese, zie hierna, is interessant om nader te onderzoeken. Want klopt deze wél, dan opent dit veel mogelijkheden.

Theoretische achtergrond voor nerds: Heisenberg-Coulomb hypothese
Rond 2010 is aangetoond dat het Lense-Thirringeffect, dat voorspeld wordt door de Algemene Relativiteitstheorie, ook daadwerkelijk bestaat. Theoretisch natuurkundigen DeWitt en Papini berekenden dat kwantumvloeistoffen (waartoe ook de “elektronenvloeistof” in een supergeleider gerekend kan worden) wisselwerken met een Lense-Thirring veld. Volgens een andere groep (Minter et al. [2]) wisselwerken ionen en Cooperparen (de vorm waarin elektronen in supergeleiders voorkomen) tegengesteld aan elkaar met zwaartekrachtsgolven. De zwaartekrachtsgolf trekt deze ladingen uit elkaar, waardoor de elektrische aantrekkingskracht tussen Cooperparen en ionen de zwaartekrachtsgolven tegenwerken. In een supergeleider is de weerstand nul, dus moet deze tegenwerking totaal zijn, Minter et al. noemen in hun artikel[2] een vergrotingsfactor van 4,2 × 1042.

Dit zou betekenen dat een supergeleidend laagje bij het absolute nulpunt zwaartekrachtsgolven zou weerkaatsen. De hypothese dat supergeleiders rond het absolute nulpunt zwaartekrachtsgolven kunnen weerkaatsen, doopten ze de Heisenberg-Coulomb hypothese. Tot 2015 toe is deze hypothese niet bevestigd door experimenten. Maar wie weet…

Bron
1. Gravitational Casimir Effect, Phys. Rev. Lett. 114, 081104 dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.081104 . Arxiv: arxiv.org/abs/1502.07429
2. Stephen Minter a , Kirk Wegter-McNelly b , and Raymond Chiao, Do Mirrors for Gravitational Waves Exist? ArXiv preprint server, 2009

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

1 reactie

  1. Stoerecurry schreef:

    “Antizwaartekracht. Erg populair onder grenswetenschappers, hartgrondig gehaat door mainstream natuurkundigen.”

    LOL, deze zin alleen al toverde een glimlach op mijn gezicht…

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger