Prof.dr. Ivo van Vulpen, bijzonder hoogleraar Wetenschapscommunicatie in de natuurkunde, Universiteit Leiden, universitair hoofddocent, Universiteit van Amsterdam, en onderzoeker bij het Nikhef (nationaal instituut voor subatomaire fysica), afdeling ATLAS

De zoektocht naar de fundamentele bouwstenen van het heelal is een ongekend spannend avontuur. Met behulp van deeltjesversnellers is het gelukt om steeds dieper door te dringen in een wereld die we met het blote oog al lang niet meer kunnen zien. In elke nieuwe laag hebben we geheimen aan de natuur weten te ontfutselen en de vreemde inzichten zoals quantummechanica en relativiteitstheorie hebben hun weg gevonden naar toepassingen in onze maatschappij. Met de ontdekking van het Higgs-boson op CERN, het Europees centrum voor deeltjesfysica, is het avontuur nog niet voorbij.

Er zijn grote vragen waar we als mensheid nog geen antwoord op hebben: wat is de donkere materie die rondzweeft in het heelal, waar is alle anti-materie toch gebleven en waar komt alles vandaan? Deze raadsels en onze dromen naar de antwoorden maken dat we nog steeds op zoek zijn naar nieuwe werelden, zowel op aarde als in het heelal. In deze eerste lezing verkent Ivo van Vulpen de verschillende onderwerpen binnen het vakgebied van de deeltjesfysica, en legt hij de fundering voor de volgende lezingen in de reeks, waarin elk onderwerp in meer detail zal worden uitgediept.

Dr. Jorinde van de Vis, postdoctoraal onderzoeker in de kosmologie en deeltjesfysica aan de Universiteit Utrecht

Deeltjesfysica beschrijft de wereld van de quarks, elektronen en Higgs-deeltjes, de bouwstenen waaruit wij zijn opgebouwd. Kosmologie beschrijft juist de geschiedenis van het heelal als geheel. Deze ogenschijnlijk zo verschillende vakgebieden oefenen een sterke invloed op elkaar uit: de temperatuur van het heelal bepaalt bijvoorbeeld welke deeltjes er in aanwezig zijn, en de massa van de deeltjes bepaalt hoe snel het heelal uitdijt. In deze lezing geeft Jorinde van de Vis een aantal voorbeelden van deze wisselwerking tussen de kosmologie en deeltjesfysica. Aan het einde van de lezing blikt zij al even vooruit naar de lezing van 8 maart, in een verkenning van een vraag die wetenschappers al decennia bezighoudt: waarom is er zoveel meer materie in het heelal dan antimaterie?

Het bestuderen van de elementaire deeltjes gebeurt veelal met behulp van deeltjesversnellers. Versnellers geven de deeltjes een hoger energie om na botsingen te kunnen zoeken naar nieuwe onontdekte deeltjes. Nabij het Zwitserse Genève is een van ‘s werelds grootste onderzoeksinstituten, CERN, gehuisvest. Daar, 100 m onder de grond, bevindt zich de Large Hadron Collider, die met een lengte van 27 km de grootste versneller ter wereld is en waar een internationale wetenschappelijke gemeenschap onderzoek doet naar de elementaire bouwstenen van ons universum. 

In deze lezing geeft Ernst-Jan Buis uitleg over deeltjesversnellers en experimentele technieken om elementaire deeltjes in het laboratorium te maken en te observeren. Hij zal dieper ingaan op het onderzoek op CERN, maar ook in de maatschappelijke toepassingen van versnellers.

Deeltjesfysici houden zich dagelijks bezig met de zoektocht naar de fundamentele bouwstenen van het heelal. De meest bekende zoektocht was naar het Higgs boson deeltje, dat 10 jaar geleden op CERN werd ontdekt. Maar hoe zoek je eigenlijk naar zo'n deeltje dat al wel voorspeld maar nog niet waargenomen is? En waar zoek je dan precies naar? In deze lezing beantwoordt Lydia Brenner deze vragen, en zal zij ook bespreken hoe de ontdekking van het Higgsdeeltje de manier waarop we naar de wereld kijken veranderd heeft. Ten slotte zal zij een kijkje geven in enkele vraagstukken die nog open staan, en hoe deeltjesfysici tewerkgaan om deze vragen te beantwoorden.

Dr. Niels Tuning, physics coordinator voor het LHCb-experiment op CERN en onderzoeker bij het Nikhef, afdeling LHCb

Bij deeltjesversnellers wordt antimaterie routinematig geproduceerd, en wel in precies dezelfde hoeveelheid als gewone materie. Maar wat is antimaterie eigenlijk? Wat bracht natuurkundigen tot het voorspellen van antimaterie, en hoe werd het bestaan van antimaterie uiteindelijk bevestigd? Waar zien we antimaterie in het dagelijks leven? En waarom is er nauwelijks antimaterie meer overgebleven in het heelal?

Het hedendaags onderzoek náár antimaterie is tegelijkertijd ook onderzoek mét antimaterie. In deze lezing zal Niels Tuning deze onderzoeksmethode uitleggen, en ons meenemen in de huidige stand van zaken wat betreft het beantwoorden van deze fundamentele vragen. Daarbij gaat hij ook in op het onderzoek naar anti-protonen en anti-waterstof op CERN. Tuning zal laten zien hoe de studie van processen met antimaterie wordt vergeleken met nauwkeurige voorspellingen, en hoe dat natuurkundigen verder helpt in hun zoektocht naar nieuwe deeltjes en krachten.

Neutrino's uit de ruimte

Dr. Dorothea Samtleben, universitair hoofddocent quantumfysica en optica, Universiteit Leiden, en onderzoeker aan het Nikhef, afdeling neutrino-natuurkunde

Al meer dan een eeuw wordt op aarde kosmische straling gemeten, bestaande uit geladen deeltjes met energieën die tot tien miljoen keer hoger zijn dan die van de deeltjes in de huidige LHC-versneller van CERN. We weten echter nog steeds niet wat de exacte kosmische bronnen ervan zijn. Bij het zoeken naar de oorsprong van de kosmische straling worden onder andere "neutrino-telescopen" gebruikt, omdat naast geladen deeltjes ook hoogenergetische neutrino's van de kosmische bronnen worden verwacht. Neutrino's zijn extreem lichte, neutrale elementaire deeltjes die zich weinig aantrekken van andere materie: ze schieten dus ook dwars door de aarde heen, en bijvoorbeeld ook door uw lichaam. In tegenstelling tot geladen kosmische straling worden ze niet afgeleid door magnetische velden en wijzen ze dus direct naar hun bronnen.

Nederland is nauw betrokken bij de onderwater neutrinotelescoop KM3NeT, die nu op de bodem van de Middellandse Zee wordt gebouwd. In deze lezing zal Dorothea Samtleben uitleggen wat we tot nu toe weten over het neutrino en kosmische neutrinobronnen. Ook zal zij meer vertellen over de KM3NeT en de nieuwe inzichten die deze telescoop zal opleveren in onbeantwoorde vragen over het neutrino en de oorsprong van kosmische straling.

Het missende heelal

Prof.dr. Auke Pieter Colijn, associate professor astrofysica, Universiteit van Amsterdam, en onderzoeker aan het Nikhef, afdeling donkere materie

Uit astronomische waarnemingen weten we dat alle materie in het heelal voor 85% bestaat uit zogenaamde donkere materie. Misschien is het een nieuw elementair deeltje, dat tot nu toe aan alle waarnemingen is ontsnapt. Met het XENON-experiment in het in Italië gelegen ondergrondse Gran Sasso laboratorium wordt er gejaagd op een dergelijk nieuw deeltje door te kijken naar een vat met vloeibaar gemaakt xenon-gas. Een donkere materiedeeltje dat botst tegen een xenon-atoomkern zorgt namelijk voor zeer karakteristieke lichtflitsen. Hiermee kunnen onderzoekers het bestaan van een nieuw deeltje zichtbaar maken. In deze lezing zal Auke-Pieter Colijn vertellen over de geschiedenis van de ontdekking van donkere materie en dieper ingaan op de bevindingen van het XENON-experiment.

Theater Adhoc & VLEK

Wim Klein (1912-1986) werkte als wetenschappelijk hoofdrekenaar bij het Mathematisch Centrum in Amsterdam (het huidige CWI) en vervolgens bijna twintig jaar voor het internationaal natuurkundig laboratorium CERN in Genève. Totdat hij overbodig werd vanwege de steeds sneller wordende elektronische rekenaars, en hij de geschiedenis inging als ‘de laatste menselijke computer’.

Maar ook stond hij bekend als een Joodse Amsterdammer die tijdens de Tweede Wereldoorlog ternauwernood aan de razzia’s ontkwam, als wereldkampioen worteltrekken, internationaal gevierd variétéartiest, vloekbek, kettingroker, alcoholist, grootgebruiker van schandknapen en een geliefd onderzoeksobject voor hersenwetenschappers. Totdat hij op 1 augustus 1986 in het politiearchief van Amsterdam belandde: als een cold case.

In een mix van rock & jazz, ongekende verhalen en songs vertolken Jan van den Berg en de band VLEK het groots en meeslepende levensverhaal van Wim Klein, de laatste menselijke computer.

Over de makers:
Jan van den Berg (tekst, zang en spel) maakt voorstellingen op het snijvlak van podiumkunst en ‘vrolijke wetenschap’. “Jan van den Berg is een verdomd goeie performer aan wie alles gloeit. Hij kent zijn zaken, hij is een volleerd verteller, en die kunst scharniert bij hem op plezier.” (Theaterkrant) In de afgelopen jaren speelde hij onder meer de voorstellingen Higgs-stand up physics, Oase en Oerknal Variaties.

VLEK (muziek) is een bijzonder gedreven en eigenwijs collectief van musici met hun wortels in de geïmproviseerde muziek, jazz en alternatieve rockmuziek. De band staat garant voor een muzikale live-belevenis die zijn weerga niet kent: groovend, onalledaags, ongegeneerd, humoristisch en altijd avontuurlijk! VLEK bestaat uit Jeroen Doomernik (trompet), Hans Sparla (trombone, accordeon), Edward Capel (alt- en sopraan sax, altklarinet), Bart van Dongen (keyboards, synthesizer), Jacq Palinckx (elektrische gitaar) en Thomas Jaspers (drums).

20.30-22.00 uur
Theater Ins Blau
Haagweg 6
2311 AA Leiden

Toegangsprijs regulier: €19,50
Toegangsprijs CJP/student: €10,00
Kaartverkoop en meer informatie:
https://theaterinsblau.nl/