waterdruppel

Hoe klein kan een druppel vloeistof zijn? Fysicus Julia Velkovska en haar collega’s bij CERN bewijzen dat een druppel piepklein kan zijn. Het team gebruikte de Large Hadron Collider om druppels vloeistof te maken ter grootte van drie of vijf protonen. Dit zijn de kleinste druppels ooit.

De wetenschappers maakten de piepkleine druppels door protonen op hoge snelheid tegen loodatomen te laten botsen. Uit berekeningen is af te leiden dat de druppels heel kort bestonden en ongeveer honderdduizend keer kleiner waren dan een waterstofatoom.

“Met deze ontdekking laten we de oorsprong van collectief gedrag zien”, concludeert Velkovska, professor aan de Vanderbilt universiteit. “Het maakt niet uit welk materiaal we gebruiken: botsingen zijn altijd heftig genoeg om 50 subatomische deeltjes te produceren voordat we een collectief, samensmeltend gedrag zien.”

Wat gebeurt er als…

…twee druppels tegen elkaar botsen? Wetenschappers legden deze gebeurtenis in slowmotion vast!

Oerknal
Dankzij deze ontdekking krijgen wetenschappers een kijkje in de keuken van het prille heelal. Een fractie van een seconde na de oerknal was het heelal een quark-gluonplasma: een gloeiend hete soep van quarks en gluonen. De piepkleine druppels die wetenschappers met de Large Hadron Collider ontdekten, bewogen zich waarschijnlijk net zo als deeltjes in de quark-gluonplasma.

Verrassende ontdekking
De ontdekking van de kleine druppels komt als een verrassing. De wetenschappers hadden niet verwacht dat proton-lood-botsingen genoeg energie zouden produceren om exotische materie te creëren. Dit omdat protonen 208 keer lichter wegen dan loodatomen. “Het is vergelijkbaar met een kogel afvuren op een appel”, legt Velkovska uit. Uit de experimenten blijkt dat de kogel (proton) door de appel (lood) vliegt, maar dat er genoeg energie wordt geproduceerd om deeltjes rondom het kogelgat te smelten. Hierdoor ontstaan de piepkleine druppels.