Vrije Universiteit Amsterdam

Informatie voor de pers. Vrije Universiteit Amsterdam. 15/03/2004


---

Zijn fysische constanten wel zo constant?

Fysici van het Lasercentrum-VU hebben een nieuwe belangrijke bijdrage geleverd aan de discussie rond de vermeende variabiliteit van natuurkundige constanten. Door waterstofspectra van miljarden jaren oude quasars te vergelijken met precisiemetingen in het Lasercentrum van de VU konden Wim Ubachs (hoogleraar Atoom- en Laserfysica aan de VU) en Elmar Reinhold (Laboratoire Aimé Cotton in Parijs) vaststellen dat de dimensieloze constante m (de verhouding protonmassa/elektronmassa, M /m )* in de loop der tijd niet is veranderd - binnen de meetnauwkeurigheid van dit moment.

In de natuurkundeboeken heeft de dimensieloze constante m inderdaad een vaste waarde van 1836,1526670(39). m en de andere fysische constanten - zo´n 25 in totaal - worden algemeen beschouwd als de pijlers van een rotsvast fysisch-theoretisch bouwwerk. Toch hebben de afgelopen 60 jaar veel fysici zich over de vraag gebogen of de constanten in de loop van de geschiedenis wel zo constant zijn (geweest). Recentelijk is deze fundamentele kwestie in het domein van de experimentele waarneming getild, waarbij ultrastabiele lasers een sleutelrol spelen.

De groep van Ubachs vergeleek de absorptie-spectra van waterstof (H ) zoals in het lab gemeten, met de H -absorptielijnen die door quasars worden uitgezonden. Het quasarlicht werd zo´n twaalf miljard jaar geleden geproduceerd en kan met gevoelige telescopen vanaf de aarde worden gemeten. Bij de labmetingen maakte de groep van Ubachs gebruik van het speciale, smalbandige, extreemultraviolette laserlicht. Dankzij dit licht dat met behulp van geavanceerde apparatuur in het Lasercentrum VU wordt ´gekweekt", kan de groep van Wim Ubachs heel nauwkeurig spectrale overgangen van moleculair waterstof bestuderen. Ubachs: "Tot voor kort werd als referentie een atlas van H -emissielijnen gebruikt, gemeten op het Observatoire de Paris. Wanneer je de quasarlijnen hiermee vergelijkt, blijken de atlasgegevens te onnauwkeurig. Daarom zijn we in ons Lasercentrum opnieuw aan de slag gegaan, wat heeft geleid tot gegevens met een nauwkeurigheid van 5x10^-8. "

De vergelijking van de VU-fysici laat zien dat de massaverhouding minder dan een-duizendste procent is veranderd over een tijd van twaalf miljard jaar. Ubachs: "De uitdaging voor de toekomst is om die variatie met nog meer nauwkeurigheid onder de loep te nemen. Daarbij zijn verbeterde telescopen en spectrometers van groot belang. Ook willen we graag nog meer quasars bij de vergelijking betrekken. Misschien worden bij nog preciezere metingen wél echte veranderingen van de zogenaamde fundamentele constantes gevonden. Dat zou de grondvesten van de natuurkunde flink door elkaar schudden."