Een fundamentele natuurconstante, de naam zegt het al, mag onder geen enkele omstandigheid van waarde veranderen. De massaverhouding tussen het proton en het elektron heeft in dat opzicht een belangrijke test doorstaan. Natuurkundigen toonden in een Amsterdams lab aan dat die constante écht constant is, ook bij zwaartekrachtsvelden van verschillende sterkte.

Meting van de natuurconstante
De opstelling van het labexperiment. Afbeelding: LaserLaB Vrije Universiteit Amsterdam/Wim Ubachs

Natuurkundigen van onder meer de Vrije Universiteit in Amsterdam hebben aangetoond dat de massaverhouding tussen het proton en het elektron hetzelfde is in zwakke als in sterke zwaartekrachtsvelden. Die massaverhouding is een van de fundamentele constanten in de natuurkunde, wat betekent dat die in alle omstandigheden gelijk zou moeten blijven. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd op de website van het vakblad Physical Review Letters.

Het idee dat de waarde van een fundamentele natuurconstante niet afhangt van de omgeving, staat bekend als het equivalentieprincipe. Op dit principe baseerde Albert Einstein zijn Algemene Relativiteitstheorie, waarin hij de werking van de zwaartekracht beschrijft. Natuurkundigen nemen dan ook al jaren aan dat de proton-elektron-massaverhouding onveranderlijk is, maar tot dusver was experimenteel alleen aangetoond dat deze verhouding constant is in de tijd.

Vakantiesterren
LEES OOK

Vakantiesterren

Sterrenkundejournalist Govert Schilling maakt je wegwijs aan het firmament. Wat valt er te zien in juli en augustus 2024? ...

Witte dwergen

Om uit te vinden of de massaverhouding tussen het proton en het elektron ook onveranderlijk is in verschillende zwaartekrachtsvelden, maten natuurkundigen die verhouding in het LaserLaB op de Vrije Universiteit in Amsterdam. Ze vergeleken het resultaat vervolgens met astronomische metingen aan moleculen die zich dicht bij witte dwergen bevinden. Dat zijn compacte sterren waarvan het zwaartekrachtsveld aan het oppervlak zo’n 10.000 keer sterker is dan dat op aarde.

In beide gevallen bleek het proton exact 1836,152672 keer zo zwaar als het elektron. De proton-elektron-massaverhouding mag je dus met recht een fundamentele natuurconstante noemen.

Lees ook: