De jacht op een spookdeeltje

Het is talrijk, overal en vliegt ongemerkt door alles heen: het neutrino. Hoogleraar natuurkunde in oxford Frank Close heeft er een boek over geschreven dat onlangs in een nederlandse vertaling op de markt is gebracht.

’neutrino’ is een boek van het onmeet- baar kleine (de massa van een neu- trino) en het onvoorstelbaar grote: honderd miljard biljoen biljoen biljoen biljoen neutrino’s die vrijkomen bij een supernova explosie. op aarde werden er 19 waargenomen.

‘neutrino’ is ook een boek over onder- zoekers die een leven lang volharden in hun zoektocht en hun berekeningen, al krijgen ze nergens een poot aan de grond. Een flink aantal van hen wordt in ‘neutrino’ met nobelprijzen beloond. Het is bovendien een boek waarin onvoorstelbaar grote apparaten gebouwd worden om een deeltje waar te nemen van minder dan niks.

Het neutrino werd gepostuleerd door de jonge Wolfgang Pauli die in 1931 met een verklaring komt voor het raad- selachtige verschijnsel dat bij radioac- tief verval de bètastraling (uitgestoten elektronen) een sterk wisselende ener- gie heeft. Pauli veronderstelde dat het uitgestoten elektron de energie deelde met een neutraal deeltje dat niet te detecteren was. Fermi stelde de naam ‘neutrino’ voor (klein neutron), vlak nadat het neutron ontdekt was door James Chadwick in 1932. Met gevoel voor flair beloofde Pauli een kist cham- pagne aan degene die het door hem bedachte deeltje zou aantonen.

Het zou 25 jaar duren voordat Fred Reines en Clyde Cowan de wereld lieten weten dat zij het neutrino ontdekt hadden in hun ingewikkelde ondergrondse detector met de naam Poltergeist. Die ontdekking stamt uit 1956, maar de nobelprijs volgde pas in 1995. Cowan was bijna twintig jaar eerder overleden, maar Reines kon naar Stockholm. De kist champagne hadden ze wel samen gewonnen. neutrino’s zijn weliswaar enorm talrijk en overal – miljarden vliegen er iedere seconde door een oppervlakte van een vierkante centimeter, maar omdat ze bijna geen interactie aangaan met andere materie vliegen ze ongehinderd overal doorheen. ‘als een kogel door de mist’, zoals Close schrijft. Stap voor stap vergroot hij het raadsel van het neutrino doordat er behalve neutrino’s ook antineutrino’s blijken te bestaan. Dat er intussen drie soorten neutrino’s bekend zijn (elektron, muon en tau- neutrino’s) en dat die bovendien in elkaar over kunnen gaan.

En dan hebben we het nog niet over de onvoorstelbare apparaten met duizend ton aan zwaar water of 400 duizend liter schoonmaakmiddel, tienduizen- den sensoren en altijd diep onder de grond gebouwd waarmee tegenwoor- dig neutrino’s worden waargenomen die ons informatie geven over het bin- nenste van sterren.
Close schrijft helder, concreet en mee- slepend en hij is een prettige gids bij dit raadselachtige onderwerp. Het enige wat ik miste waren foto’s van de onvoorstelbare techniek die hij beschrijft.

Frank Close, ‘neutrino’, veen Magazines 2012, 143 pagina’s, € 19,95

Smaakt dit naar meer? De besproken boeken zijn binnenkort te vinden op de leestafel in de TU library.