Het Standaardmodel liegt misschien tegen ons.
Eigenlijk niet in feitelijke zin, maar in de manier waarop het de zaken regelt. Het behandelt deeltjes als afzonderlijke objecten die in nette rijen zitten, vergelijkbaar met elementen in een periodiek systeem. Maar George Hobart, een onderzoeker aan de Universiteit van Bristol, beweert dat dit organigram niet klopt.
Het wordt specifiek afgebroken door neutrino’s.
Deze deeltjes zijn notoir spookachtig. Ze hebben nauwelijks interactie met iets. Ze negeren de zwaartekracht en de zwakke kernkracht voor het grootste deel en glippen door de materie heen alsof die er niet eens is. We weten hun exacte massa niet, en het Higgs-mechanisme, dat gewoonlijk verklaart waarom andere deeltjes gewicht hebben, voorspelt dit niet voor neutrino’s.
Het echte probleem begint met identiteit.
Het Standaardmodel noemt drie neutrino’s: het elektron-neutrino, het muon-neutrino en het tau-neutrino. Ze hebben allemaal een zware ‘grote broer’-partner: respectievelijk het elektron, de muon en de tau.
Hier wordt het raar. Een elektron blijft een elektron. Het verandert niet spontaan in een muon. De natuurkunde verbiedt het. Maar neutrino’s? Ze veranderen van smaak. Een elektronenneutrino kan tijdens het reizen willekeurig een muon-neutrino worden. Ze wisselen van plaats als kinderen in een cafetariarij.
“We hebben geen bewijs dat de grote vaders horizontaal kunnen ruilen. Maar om de een of andere reden kunnen de neutino’s… dat wel.”
Hobart kijkt naar het raster van het huidige model en ziet een logische tegenstrijdigheid. We categoriseren deeltjes op basis van massa en ‘smaak’, een eigenschap die de drie soorten neutrino’s onderscheidt. Neutrino’s schenden beide aannames. Hun massa is onduidelijk. Hun smaak is onstabiel.
Hobart stelt dus een filosofische herziening voor.
Stop met het behandelen van de neutrino’s als afzonderlijke entiteiten. Behandel ze als rijen. Beschouw ze als verschillende kwantumtoestanden van een enkel onderliggend object. Het zijn geen drie verschillende stenen. Het zijn gewoon dezelfde stenen die verschillende kanten op draaien.
Dit verandert niets aan de wiskunde.
Het verandert het beeld.
“Dit verandert niets aan de natuurkunde”, zegt Hobart. “Neem liever deze verbazingwekkende theorie die de mens al bijna een eeuw heeft gecreëerd, en probeer nu te achterhalen: hoe interpreteer je deze meer filosofische manier?”
Hij presenteerde dit op de Foundations of Physics-conferentie. Het klinkt academisch. Het voelt noodzakelijk.
Noel Swanson van de Universiteit van Delaware is het daarmee eens. Hij denkt dat onze huidige definitie van een deeltje een idealisering is. Een tijdelijk gemak.
“Het is logisch om opwinding te categoriseren zoals het Standaardmodel dat doet. Maar als je deze als fundamentele verbindingen van de natuur beschouwt, is dat waarschijnlijk een vergissing.”
Swanson vermoedt dat de werkelijkheid op fundamenteel niveau meer op een veld lijkt. Deeltjes zijn slechts rimpelingen in dat veld. Gecategoriseerd ja, maar niet als afzonderlijke dingen.
Natuurkunde en filosofie wonen meestal in aparte huizen. Ze komen niet vaak op bezoek.
Misschien is het tijd om op de deur te kloppen.
Als je vreemde deeltjes anders interpreteert, zoek je misschien op nieuwe plaatsen naar antwoorden. We weten niet of neutrino’s echt drie dingen zijn of één. De experimenten blijven doorgaan.
Het model wacht.
