De superheldenfilm van Marvel Studios Ant-Man and the Wasp draait vanaf 18 juli in Nederland in de bioscoop. Een mooie aanleiding om eens in de wetenschap achter deze hoofdpersoon te duiken. Want hoe kan Ant-Man bijvoorbeeld krimpen tot het formaat van een mier?

Ant-Man kwam in de Marvel-films relatief laat opdagen en zijn vrouwelijke metgezel Wasp moet haar eerste schreden op het superheldenpad nog gaan zetten. Maar qua superkrachten zijn dit misschien wel de interessantste helden uit deze films. Ze kunnen namelijk krimpen tot het formaat van een mier of kleiner. Een welkome afwisseling voor scriptschrijvers, maar bij wetenschappers roepen zulke minisuperhelden wel de nodige vragen op.

Muonen

De belangrijkste is natuurlijk: hoe krijg je een superheld klein? De mogelijkheid waar Ant-Man op zinspeelt, is dat de afstanden tussen de deeltjes kleiner worden. Misschien nog de beste manier om dat te bereiken, is door op atoomniveau in te grijpen. Een atoom bestaat namelijk uit een atoomkern, omgeven door een wolk van elektronen. Maak je die wolk kleiner, dan kunnen atomen dichter op elkaar worden gepakt.

En hoe maak je die wolk dan kleiner? Door de elektronen zwaarder te maken, zegt deeltjesfysicus Marcel Merk. Daardoor komen ze dichter bij de atoomkern te liggen en heb je dus feitelijk je atoom laten krimpen. “De makkelijkste manier om dat voor elkaar te krijgen, is door de elektronen te vervangen door muonen”, zegt Merk. “Die deeltjes zijn tweehonderd keer zo zwaar als elektronen, waardoor atomen met muonen ook tweehonderd keer zo klein zijn als atomen met elektronen.”

Op het eerste gezicht lijkt dat supermooi uit te komen, want in de film is de verkleinde Ant-Man meestal zo’n tweehonderd keer kleiner dan de gewone Ant-Man. Probleem is alleen dat hij desgewenst nóg veel kleiner kan worden (of zelfs groter, zo blijkt als hij in Captain America: Civil War in een reus verandert). Dat past allemaal minder goed in het vervang-elektronen-door-muonenscenario.

Kernkracht

Om het formaat van Ant-Man en Wasp naar wens aan te kunnen passen, is het handiger om te morrelen aan de zogenoemde elektromagnetische kracht, die zorgt voor de aantrekking tussen atoomkernen en elektronen. Hoe sterker je die maakt, hoe dichter elektronen bij hun atoomkernen komen te liggen en hoe kleiner iemand wordt. Maar wacht. Op deze manier is een verkleinde Ant- Man even zwaar als een gewone Ant-Man. En een minuscule Ant-Man van 80 à 90 kilogram zou natuurlijk niet op een vliegende mier kunnen rijden, zoals in de film gebeurt. We moeten dus eigenlijk een manier vinden waarop Ant-Man en Wasp niet alleen kleiner worden, maar ook lichter.

Merk stelt daarom voor om naast de elektromagnetische kracht ook een andere kracht aan te passen: de sterke kernkracht. Die fungeert als de lijm tussen de deeltjes waar atoomkernen uit bestaan: protonen en neutronen. “De massa van protonen en neutronen wordt voor een groot deel bepaald door de sterkte van de sterke kernkracht. Dus als je die wat laat afnemen, worden de massa’s van protonen en neutronen kleiner.”

Merk geeft toe dat het verzwakken van de sterke kernkracht en het versterken van de elektromagnetische kracht ook allerlei andere gevolgen zal hebben die mogelijk roet in het eten gooien. Maar een van de bijeffecten van dit scenario past juist erg mooi in het superheldenthema, voegt hij daaraan toe: “De spierkracht van een mens hangt uiteindelijk samen met de elektromagnetische kracht, dus als je die laat toenemen, worden Ant-Man en Wasp ook een stuk sterker.” Weten we meteen hoe zulke kleine mensjes tot zulke grote daden in staat zijn.

Dit is een voorbeeld uit het kaderverhaal ‘Superheldenscience’ te vinden in KIJK 5/2018 waarin je nog meer superhelden vindt.

Tekst: Jean-Paul Keulen

Beeld: Marvel Studio’s

De KIJK 50 jaar-special ligt nu in de winkel met daarin de spannendste, opmerkelijkste en grappigste verhalen uit de lange geschiedenis van het blad. Wil je deze editie liever bestellen? Dat kan ook in onze webshop.