ERC-Advanced grant voor Wim Ubachs
FOM-werkgroepleider prof.dr. Wim Ubachs ontvangt een Advanced Grant van de European Research Council (ERC) van 2,5 miljoen euro voor zijn onderzoeksvoorstel: 'Physics Beyond the Standard Model from Molecules', waarin hij voorstelt om zowel uiterst precieze laser-metingen te verrichten aan het waterstofmolecuul (in LaserLaB VU) als ook waarnemingen te doen met optische en radiotelescopen aan moleculen in de ruimte.
Doel is om moderne fysische theorieën te testen en mogelijk afwijkingen te vinden, die ons iets leren over het bestaan van extra dimensies en of natuurwetten variëren in de tijd of afhangen van bepaalde omstandigheden (zoals sterke zwaartekrachtsvelden).
Samenvatting van het onderzoeksvoorstel
"Het standaardmodel van de natuurkunde is onvolledig. Zwaartekracht wordt op quantumniveau niet begrepen, donkere materie en donkere energie worden niet verklaard en (snaar)theorieën die deze tekortkomingen behandelen zijn alleen consistent in hoger-dimensionale ruimten, terwijl maar vier van die dimensies waargenomen zijn. Het mysterie van de precies op elkaar afgestemde sterktes van de fundamentele krachten waaruit ons complexe heelal bestaat, blijft onopgehelderd. Dit vraagt om nieuwe natuurkunde die ook op de atomaire schaal verkend kan worden in het domein van de lage energie. Dit is het paradigma dat ten grondslag ligt aan het huidige voorstel: effecten van nieuwe natuurkunde – hetzij gerelateerd aan tot nu toe onbekende deeltjes, hetzij aan symmetrie-doorbrekende verschijnselen – zullen zich manifesteren als minieme verschuivingen in atomaire en moleculaire structuren op quantumniveau, in een miniem verloop in tijd of in afhankelijkheid van omgevingsomstandigheden.
Ik stel voor om uiterst precieze metrologische metingen aan het H2-molecuul te doen, op zoek naar nieuwe natuurkunde. Verschillen tussen experimentele resultaten en quantumelektrodynamica-theorie zullen een maagdelijk terrein verkennen voorbij het standaardmodel. Moleculaire metrologische resultaten van de fundamentele grondtoontrilling in H2 zullen naast berekeningen vanuit de QED-theorie gezet worden om te zoeken naar het bestaan van nieuwe krachten op de Angström-lengteschaal. Als extra dimensies, naast de bekende 3+1, op dezelfde lengteschaal van 1 Å samengeperst zouden worden, zou dit tot sterk vergrote zwaartekrachteffecten leiden die meetbaar zouden zijn in een molecuul. Ons huidige onderzoek naar experimentele sondes voor wisselende constanten op een kosmologische tijdschaal, wordt omgebogen naar het onderzoek van kameleonscenario’s: door het bestuderen van H2 moleculen in witte dwergsterren met behulp van UV-astronomie, en door het bestuderen van methanolmoleculen in ons eigen sterrenstelsel met behulp van radioastronomie, wordt gezocht naar een mogelijke afhankelijkheid van fundamentele constanten van sterke zwaartekracht of dichtheid.
Als een van deze gezochte fenomenen ontdekt kan worden, zou dat een enorme impact hebben op de wetenschap in het algemeen en op onze visie van het heelal en zijn oorsprong in het bijzonder."
Over Wim Ubachs
Wim Ubachs is hoogleraar aan de Vrije Universiteit Amsterdam, groepsleider bij het Advanced Research Center for Nanolithography (ARCNL) en geeft leiding aan het Vrije FOM-programma 'Broken mirrors & drifting constants' dat in 2011 van start is gegaan.