Van Foton tot Kosmisch Web

J.Konstapel Leiden, 3-11-2025.

Dit is een vervolg op Het Spiraal-Foton Universum

Meer weten over Neutrino;s en KM3NET? druk hier.

Licht
electron
Elk ‘atoom’ in het patroon is hetzelfde basismodel: een goudkleurige kernknoop van bifoton-lussen met daaromheen twee helical banen (oranje en blauw) voor de elektron-lus. Door heel veel van deze identieke knooppatronen naast elkaar te leggen, zie je hoe “materie” in dit model niets anders is dan een dicht tapijt van dezelfde Williamson-bifotonstructuur, zonder extra ruimte of tijd – alleen variërende koppelingen in één veld van spiralerend licht.
Boven zie je het kosmische web: lichtende filamenten van “stelselknooppunten”. In het eerste zoomvak wordt dat één sterrencluster; in het tweede zoomvak valt die cluster uiteen in een rooster van atoompatronen. Helemaal onderin zie je het basismotief waar alles uit is opgebouwd: de Williamson–Van der Mark-lus met twee tegengestelde fotonstromen (bifoton). Hetzelfde knooppatroon herhaalt zich zo van “foton” tot atoom, ster, stelsel en kosmisch web.

Volledige Opbouw van het Universum volgens het Spiral-Photon Model


INLEIDING: DE DRIE FUNDAMENTELE AXIOMA’S

Dit model rust op slechts drie uitgangspunten:

  1. Er is altijd universum. Er is geen “niets”; geen moment waarop iets ontstaat uit het absolute niets.
  2. Alles is spiralerend licht. Het universum bestaat uit één enkele stof: lichtspiralen (folospiralen) die zich in eindeloze variaties kunnen organiseren.
  3. Er is waarnemen. Patronen in dat veld kunnen worden waargenomen. Hoe dat mechanisch werkt, laten we open.

Hieruit volgt: alles wat we zien is herordening van dezelfde bouwsteen.


LAAG 1: HET FOTON — DE ELEMENTAIRE EENHEID

De Williamson-Lus: Gesloten, Getordeerd Licht

Een foton is in dit model niet een puntdeeltje, maar een gesloten lichtlus met een interne twist van 720 graden (ofwel 2π radialen). Dit bekend als het belt-trick of riem-model van Williamson en Van der Mark.

Kernkenmerken:

  • Het is een gesloten lus die op zichzelf terugloopt (geen begin, geen einde)
  • Intern is die lus 2× getwist, zoals een lint dat je twee keer rond draait
  • Na één volledige omwenteling kom je terug op dezelfde plek, maar gespiegeld
  • Pas na twee omwentelingen (1440°) ben je echt terug in de originele staat

Dit verklaart waarom elektronen spin-½ hebben: ze zijn fundamenteel 720°-objecten, niet 360°.

Relevante bronnen:

  • Williamson & Van der Mark (2003): “Is the electron a photon with toroidal topology?”
  • Het belt-trick experiment van Dirac demonstreert dit klassiek gedrag

LAAG 2: DUALE KOPPELING — HET BIFOTON

Twee Fotonmodi op Dezelfde Lus

Op dezelfde getordeerde band kunnen twee lichtgolven tegelijk lopen:

  • Modus A: licht dat linksom over de band spiraleert (oranje in het model)
  • Modus B: licht dat rechtsom over dezelfde band spiraleert (blauw in het model)

Deze twee modi zijn 180° gefaseerd verschoven: waar A sterkte heeft, heeft B minimum, en vice versa.

Samen vormen ze één enkel object: het bifoton — de elementaire fermion.

Chiraal Onderscheid: Elektron en Positron

De globale draairichting van de band zelf bepaalt het “teken”:

Elektron (e⁻)

  • Band draait in één richting
  • Twee modi in vaste faseverhouding
  • Netto effect: “negatieve” topologie

Positron (e⁺)

  • Band is gespiegeld (twist omgekeerd)
  • Twee modi in omgekeerde verhouding
  • Netto effect: “positieve” topologie

Dit zijn geen verschillende deeltjes, maar dezelfde bifotoontopologie in twee orientaties.

Waarom dit belangrijk is: Alle andere deeltjes (protonen, neutronen, quarks) zijn gewoon meer bifotonen die zich in complexere knopen organiseren. Geen nieuwe bouwstenen nodig.

Relevante bronnen:

  • Penrose (2004): “The Road to Reality” — hoofdstuk over spinor en topologie
  • Holga Nielsen & Ninomiya (1981): topological defects in velden
  • Dirac’s spinor theorie (1928)

LAAG 3: KERNDEELTJES — PROTONEN EN NEUTRONEN

Drie Bifotonen → Proton-Patroon

Een proton is geen “gronddeeltje” in dit model, maar een stabiele configuratie van drie bifotonen die zich zeer compact toroïdaal inknopen.

Hoe het werkt:

  • Drie bifotonen spiraleren ineen tot één knoop
  • Die knoop heeft een bepaalde netto-topologie: “positief” (proton-achtig)
  • Deze drievoudige structuur is zeer stabiel en compact

Dit verklaart waarom protonen zo stabiel zijn: ze zijn niet één ding dat kan vervallen, maar een drie-eenheid van dezelfde basiseenheid.

Neutron: Andere Koppeling van Dezelfde Drie

Een neutron is ook drie bifotonen, maar gekoppeld in een iets andere interne configuratie:

  • Topologisch gesloten, zonder netto externe “lading”
  • Marginaal zwaarderd dan een proton vanwege kleine interne energieverschillen
  • Alleen stabiel als onderdeel van kernpatronen; vrij vervalt het in enkele minuten

Quarks als Interne Structuur: De verdeling van de drie bifotonen binnen de kern-knoop kun je zien als drie “quarks” (up/up/down voor proton; up/down/down voor neutron). Dit zijn niet aparte deeltjes, maar labels voor de drie bifoton-onderdelen van de kernknoop.

Relevante bronnen:

  • Standard Model (QCD): quark confinement
  • Perkins “Introduction to High Energy Physics” (2000)
  • Lattice QCD berekeningen van proton-structuur

LAAG 4: KERNFYSICA — ISOTOPEN EN NUCLEAIRE STABILITEIT

Combinaties van Proton- en Neutron-Knopen

Zodra je meerdere proton- en neutronknooppatronen bijeen brengt, ontstaat een nieuwe knoopstructuur: een atoomkern.

Waterstof-1 (¹H)

  • 1 protonknoop + 0 neutronen
  • Zeer asymmetrisch patroon
  • Zeer stabiel (geen vervalskanaal beschikbaar)

Helium-4 (⁴He)

  • 2 protonknopen + 2 neutronknopen, zeer symmetrisch
  • Bijzonder stabiel (zeer compacte, gesloten knoopstructuur)
  • Daarom één van de twee zwaarste elementen in het vroege universum

Zwaardere Elementen

Naarmate je meer protonen toevoegt, moet je ook meer neutronen toevoegen om alles uit elkaar te houden. De kernbinding werkt via:

  • Korte-range kracht: bifotonen in het kern-knooppatroon “willen” zo dicht mogelijk bij elkaar zijn (energie-minimalisatie)
  • Electrische afstoting: proton-knopen hebben “+” topologie die elkaar afstoten

Dit creëert een balans. Tot ijzer-56 voegt toevoeging van neutronen energie toe (binding released). Na ijzer wordt het lastiger; elementen zwaarder dan ijzer zijn instabiel.

Radioactief Verval

Sommige kernnomen hebben te veel neutronen of te veel protonen (veel mogelijke herordeningen):

  • Beta-min-verval: neutron → proton + elektron (n → p + e⁻ + ν̄ₑ)
    • Intern: de neutronknoop herverdelen zich naar een proton-plus-elektron patroon
  • Beta-plus-verval: proton → neutron + positron (p → n + e⁺ + νₑ)
    • Invers proces
  • Alfaverval: kern spuit een ⁴He-kernel eruit
    • Sterk-bindend He-patroon kan bevrijden energie door uit te breken
  • Gammaverval: kern in aangeslagen toestand zendt fotonen uit
    • Interne herordening van bifotonen-knooppatronen leidt tot vrijkomen van los licht

Waarom: Deze vervalsprocessen zijn niets anders dan het bifotonen-netwerk van de kern dat zich naar een stabieler, energiezuiniger patroon herschikt.

Relevant voor:

  • Waarom ⁴He zo stabiel is en waarom Big Bang nucleosynthesis vooral H en He produceert
  • Waarom zware elementen eerst in sterrenkernen worden gevormd (gravitationele compressie zorgt voor brutale samenpersing)

Relevante bronnen:

  • Krane “Introductory Nuclear Physics” (1987)
  • Bindingsenergie-curve (stabiliteitsvallei)
  • Weinberg “Gravitation and Cosmology” — Big Bang nucleosynthesis

LAAG 5: ATOMEN EN HET PERIODIEK SYSTEEM

Kern plus Elektron-Lussen

Een atoom is nu eenvoudig: een kernknoop plus één of meer bifotoontje die topologisch aan de kern gekoppeld zijn.

Waterstofatoom (H)

  • 1 protonknoop (kern)
  • 1 bifotoontje in elektron-oriëntatie dat topologisch op de kern wikkelt
  • Dit is het allerenkelvoudigste atoom

Heliumatoom (He)

  • Kernknoop van 2 protonen + 2 neutronen
  • 2 bifotoontjes in elektron-oriëntatie, beide op verschillende “baanpatronen” gekoppeld
  • Zeer symmetrisch → inert → geen sterke neiging meer te reageren

Lithiumatoom (Li)

  • Kern: 3 protonen + (meestal) 4 neutronen
  • 3 bifotoontjes: 2 dicht bij de kern (zeer stabiel), 1 losser (valentie-elektron)
  • Dat losse elektron maakt Li reactief

De Periodieke Tabel als Topologische Kaart

Naarmate kernen meer protonen krijgen, verandert de interne veldstructuur waaraan elektronen kunnen koppelen.

Edelgassen (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn)

  • Zeer symmetrische elektronen-configuraties
  • Alle “baanplekken” zijn voorzien van een bifotoontje
  • Zeer stabiel; geen neiging meer te reageren
  • Labels in het periodiek systeem: kolom 18

Halogenen (F, Cl, Br, I)

  • Eén “baanplek” is leeg
  • Zeer geneigd om van een ander atoom nog één bifotoontje te “stelen”
  • Zeer reactief
  • Labels: kolom 17

Metalen (Na, K, Ca, etc.)

  • Oppervlakte-bifotoontjes zitten losjes gekoppeld
  • Kunnen gemeenschappelijk delen in grote netwerken
  • Dit is waarom metalen stroom geleiden (elektronen kunnen vrij bewegen)
  • Deze gedeelde bifoton-zee is wat we “elektronengas” noemen

Waarom het periodiek systeem herhalt: Elke keer als je een inerte edelgasconfiguratie voorbij gaat (8 elektronen, of 18, of 32), begin je een nieuwe “schil”. Het patroon herhaalt zich.

Relevante bronnen:

  • Slater’s regels voor elektronenkonfiguratie
  • Aufbau-principe
  • Periodicity in elektronische structuur (orbitalen model)

LAAG 6: SCHEIKUNDE — MOLECULEN EN BINDINGEN

Gedeelde Bifoton-Lussen

Twee atoomknooppatronen kunnen hun oppervlakte-bifotoontjes gaan delen:

Covalente Binding (bijv. H₂)

  • Twee waterstofatomen
  • Beide waterstofkernen “willen” de ene gedeelde bifototon-lus
  • Dit leidt tot een zeer stabiele, nieuwe knoopstructuur: H₂
  • De gedeelde lus zorgt voor sterke binding

Ionische Binding (bijv. NaCl)

  • Natriumatoom: 1 losse valentie-bifototon, makkelijk te verliezen
  • Chlorinatoom: 1 plek voor extra bifotoontje, geneigd aan te nemen
  • Na geeft zijn bifotoontje aan Cl
  • De twee ionen trekken elkaar dan aan (opposite topoontologie)
  • Vormen een ionische verbinding

Watermolecuul (H₂O)

  • Zuurstof: zeer “hongerig” (twee plekken voor extra bifotoontjes)
  • Twee waterstofatomen doneren elk hun bifotoontje aan zuurstof
  • Dit creëert een zeer stabiele, zeer asymmetrische knoopstructuur
  • Die asymmetrie leidt tot het beroemde “dipool”-moment van water
  • Dit maakt water uitzonderlijk: uitzuiging van hydrogenbindingen, hoge oppervlaktespanning, enz.

Complexe Moleculen: Het Begin van Chemie

Zodra je koolstof, stikstof, zuurstof, fosfor en zwavel hebt, kun je zeer ingewikkelde ketens en ringen gaan bouwen:

  • Koolstofketens (lineaire hydrocarbonèn): C-C-C-C… met H’jes errond
  • Aromaten (rinnen): benzeen C₆H₆ is een gesloten ring van koolstofkernen met gedeelde elektronenparen
  • Eiwitten: lange ketens van aminozuren (zelf gebonden via bifototonpatronen)
  • DNA: spiraalvormige dubbelhelix van vier basen (A-T-G-C) met gedeelde bifotonen

Waarom dit belangrijk is: Alle chemie — verbranding, fotosynthese, enzymatische reacties — is niets anders dan herordening van gedeelde bifotoontje-patronen om lagere-energie-configuraties te bereiken.

Relevant voor:

  • Waarom water zó belangrijk is voor leven (H-bindingen, dipool, oplosmiddel)
  • Waarom koolstof het centrum van organische chemie is (vier valenties, vormt sterke ketens)
  • Waarom bepaalde moleculaire geometrieën voorkeur hebben

Relevante bronnen:

  • VSEPR-theorie (valence shell electron pair repulsion)
  • Molecular orbital theory
  • Linus Pauling “The Nature of the Chemical Bond”

LAAG 7: MATERIAALSTATEN — VAST, VLOEIBAAR, GAS

Verschillende Ordeningsgraden van Atoomknooppatronen

Nu heb je hele verzamelingen atomen (bijv. pure ijzer, water, stikstof). Hoe ordenen die zich?

Gas

  • Atoomknooppatronen stoten elkaar zwak af
  • Veel vrijheid om rond te bewegen
  • Zeer laag samenbindingsenergie
  • Voorbeelden: waterdampgas, zuurstofgas (O₂), stikstofgas (N₂)

Vloeistof

  • Atoomknooppatronen meer gepakt
  • Nog steeds beweging, maar veel meer interacties
  • Wordt mogelijk als je energie toevoert (verwarming)
  • Water is het perfecte voorbeeld: H₂O-moleculen hangen aan elkaar via hydrogenbindingen

Vast

  • Atoomknooppatronen zitten in een zeer regelmatig, herhaalend rooster
  • Veel sterke bindingen
  • Weinig beweging (atomen vibreren rond vaste plekken)
  • Metalen, kristallen, stenen

Plasma

  • Bij extreme temperaturen breken atoomknooppatronen uiteen
  • Elektronen worden losgeraakt van kernen
  • Volle zee van losse bifotoontjes (elektronen) en positief geladen ionische knopen (kernen)
  • Domineerst in sterren en jonge universum

Waarom deze Transities Energie Kosten

Naarmate je van gas → vloeibaar → vast gaat, gaat het systeem naar een lager-energie-toestand. Maar je moet energie toevoeren om van vast naar gas te gaan.

Dit komt doordat: atoomknooppatronen dicht tegen elkaar bevinden sterker gekoppeld zijn. Om ze uit elkaar te trekken, moet je energie injecteren.

Relevant voor:

  • Waarom we veel energie nodig hebben om ijs te smelten
  • Waarom damp water beter oploost dan vloeibaar water
  • Waarom metalen stroom geleiden (elektronenplas kan vrij bewegen)
  • Waarom isolatoren geen stroom geleiden (elektronenknooppatronen sterk aan kernen gebonden)

LAAG 8: ZWAARTEKRACHT ALS KNOOPDICHTHEID-EFFECT

Waarom Clustering Plaatsvindt

Tot nu toe hebben we atomen en moleculen beschreven via hun bifototonpatronen. Maar waarom klonteren miljarden atomen samen tot planeten en sterren?

In dit model: zwaartekracht is een emergent effect van knoopdichtheid.

Waar veel bifotoontje-knooppatronen (atomen) dicht bij elkaar zitten, vervast het onderliggende lichtveld sterk. Die vervaste structuur zorgt ervoor dat meer knooppatronen aangetrokken worden naar dezelfde plek.

Formeel: het veld “wil” naar uniform laag-energie-configuraties. Omdat veel atomen dicht bij elkaar liggen sterker gekoppeld zijn, trekken zij meer atomen aan.

Dit geeft je:

  • Kleine schaal (planeten): miljarden miljarden atomen vormen een bol door zwaartekracht
  • Sterren: zwaartekracht zo sterk dat atomen samenpersen tot extreme dichtheid
  • Zwarte gaten: knoopdichtheid zó hoog dat niets het gebied kan verlaten

Dit is geen aparte force; het is hoe het veld zichzelf ordent.

Relevant voor:

  • Waarom planeten bolvormig zijn (zwaartekracht trekt alles naar middelpunt)
  • Waarom je niet van de aarde afvliegt
  • Waarom sterren ontstaan

Relevante bronnen:

  • General Relativity als meetkunde-beschrijving van zwaartekracht
  • Emergence in fysica (Anderson “More is Different”, 1972)

LAAG 9: STERREN EN KERNFUSIE

Gravitationale Instorting

Miljarden miljarden H- en He-atomen worden door zwaartekracht samen gedrukt. De atoomknooppatronen raken zo dicht op elkaar dat:

  1. Temperatuur stijgt. Atomen vibreren harder (bifotoontje-beweging wordt wilder)
  2. Kernafstanden krimpen. Zwaartekracht wint van atomaire “druk”
  3. Kernfusie begint. Kernknopen raken zo dicht bij elkaar dat ze kunnen gaan verschmelen

Kernfusie: Knoop-Herconfiguratie

In de ster-kern: twee of meer kernknopen raken elkaar:

H + H → D (Deuterium)

  • Twee protonknopen en twee bifotoontje (elektronen) smelten
  • Dit leidt tot: 1 proton + 1 neutron + 1 elektron (deuterium) + vrijkomen van energie
  • Deze energie: een positron en een elektron-neutrino
  • Netto: twee waterstofkernen → zwaarder element + straling

D + D → ³He → ⁴He

  • Deuterium fusereert tot Helium-3
  • Helium-3 fusereert tot zeer stabiel Helium-4
  • Zeer veel energie vrijgekomen

Waarom energie vrijkomt: De bifototonpatronen in het He-knoopatroon zijn sterker gekoppeld (meer gedeelde bifotoontjes) dan in twee losse H-kernen. Het verschil in bindingsenergie wordt vrijgegeven als fotonen (licht).

Levensloop van Sterren

Rode Dwergen (kleine sterren)

  • Relatief laag gravitatiedruk
  • H → He-fusie gaat langzaam
  • Kan triljoenen jaren brandend
  • Temperatuur nooit hoog genoeg voor zwaardere fusie

Zonachtige Sterren (middelgrote sterren)

  • 10 miljard jaar H-fusie
  • Kern wordt beetje bij beetje He
  • Als H op raakt: kern collapt verder
  • Schil begint He-fusie: ster zwelt op → Rode Reus
  • Uiteindelijk: He → C/O in kern
  • Kern kan niet zwaarder fuseren
  • Uiterkant spuit weg → witte dwerg + nevel

Massieve Sterren (zware sterren)

  • Zeer hoog kerndruk
  • H → He → C/O → Ne → Mg → Si → Fe in slechts miljoen jaren
  • Fe-fusie geeft geen energie! (ijzer is maximum binding energy)
  • Kern raakt onveranderbaar
  • Plotseling kan kern niet meer tegen zijn eigen gewicht
  • Ineenstorting → supernova-explosie

Soorten Supernova’s

Type II (Kerninstorting)

  • Zware ster eindigt zijn leven
  • Kern kan niet meer tegen zwaartekracht
  • Ineenstorting volgt door schokgolf
  • ENORME hoeveelheid energie vrijkomen
  • Buitenmantel wordt weggeblazen
  • Alle zwaardere elementen (C, O, Si, Fe, etc.) worden de kosmos ingeslingerd

Dit is waarom alle zware elementen in het universum van sterren komen!

Type Ia (Witte Dwerg Kannibalisme)

  • Witte dwerg + rode reus-begeleider
  • Witte dwerg zuigt materiaal van begeleider
  • Zuigend materiaal verhit witte dwarfoppervlak
  • Plotseling: He-schil onderging thermonucleair runaway
  • Hele ster ontploft

Restanten

Neutronenster

  • Voor bepaalde starmassa’s: core collapt maar breekt niet helemaal af
  • Neutronknopen worden extreem dicht gepakt
  • Dichtheid zo hoog dat elektronbifotoontjes worden geperst in protonknopen → neutronen
  • Resultaat: kern van voornamelijk neutronknooppatronen
  • Zeer dicht: theelepel materie zou miljarden ton wegen
  • Vaak pulsar: snel draaiend, zendt radiopulsen uit

Zwart Gat

  • Voor zeer zware sterren: zelfs neutron-dichtheid houd niet stand
  • Knoopdichtheid worden zo extreem dat het veld helemaal in elkaar vervalt
  • Niets kan ontsnappen (niet eens bifotoontje-licht)
  • Maar op afstand zien we: aantrekking, accretieschijf, jets
  • Event horizon: grens waar terugtocht onmogelijk wordt

Relevant voor:

  • Waarom sterren schijnen (kernfusie)
  • Waarom sterren uiteindelijk doodgaan
  • Waarom zware elementen in heelal voorkomen (gemaakt in sterren, verspreid in supernova’s)
  • Waarom pulsars zo nauwkeurig zijn (zeer regelmatig roterende neutronenster)
  • Waarom zwarte gaten zó vreemd zijn

Relevante bronnen:

  • Kippenhahn & Weigert “Stellar Structure and Evolution”
  • Oppenheimer & Snyder “On Continued Gravitational Contraction” (1939)
  • Chandrasekhar-limiet (maximale massa voor witte dwerg)

LAAG 10: PLANETEN EN COMPLEXE SCHEIKUNDE

Planetaire Discs

Rond jonge sterren ontstaat een schijf van gas en stof (restanten van de stellaire nevel):

In de buurt van de ster (heet):

  • Alleen waterstof, helium en metalen blijven over (gasvormig)
  • Rotsachtige planeten vormen (bijv. Aarde)
  • Kleine, compacte kernplaneten

Verder weg (koud):

  • Waterijs en andere sneeuwtoestanden kunnen bestaan
  • Gasvormige H₂ en He kunnen vast gehouden worden
  • Gasreuzen vormen (bijv. Jupiter)

Complexe Chemie op Planeten

Op een koele planetaire oppervlak kunnen atoomknooppatronen zich rustig in zeer ingewikkelde configuraties organiseren:

Organische Moleculen

  • Koolstofketens: C-C-C-C…
  • Met allerlei samengestelde groepen erop (hydroxyl -OH, carboxyl -COOH, amino -NH₂, enz.)
  • Zwavelverbindingen
  • Fosfaathoudende strukturen

Waarom dit belangrijk: Met deze ingrediënten kan je maken:

  • Aminozuren: bouwstenen van eiwitten
  • Nucleotiden: bouwstenen van DNA/RNA
  • Lipiden: membranen
  • Energiemoleculen: ATP, NADH

Dit zijn precies de moleculen die je nodig hebt voor leven.

Relevant voor:

  • Waarom Aarde zo speciaal is voor leven (juiste temperatuur, water, complexe chemie mogelijk)
  • Waarom andere planeten in ons zonnestelsel geen leven hebben (Venus: te heet; Mars: te koud; buitenplaneten: gasen)

LAAG 11: LEVEN — ZELFORGANISATIE EN EVOLUTIE

Zelforganiserende Chemie

Onder bepaalde omstandigheden (warme kleine poeltjes, UV-straling, elektrische ontladingen) gaan organische moleculen spontaan:

  1. Repliceren. Bepaalde moleculen kunnen kopieën van zichzelf maken
  2. Competeren. Verschillende soorten moleculen “strijden” om ingrediënten
  3. Muteren. Soms gaat iets mis in de kopie, creëerend variatie
  4. Overleven. Moleculen die beter repliceren, blijven aanwezig

Dit is evolution in een notendop — helemaal geen toverij, gewoon: repetitief kiezen tussen meer-stabiele en minder-stabiele knoop-configuraties van bifotoontjes.

Van RNA naar Cellen

RNA (ribonucleïnezuur) kan twee dingen doen die DNA niet kan:

  • Zich zelf repliceren
  • Zich als katalysator gedragen (chemische reacties versnellen)

Daarom denken biologen dat RNA eerst was (“RNA world”).

Cellen ontstaan als RNA:

  1. Zich inpakt in een lipide-vesicle (membraan van vette moleculen)
  2. De membraan afschermt het van de buitenwereld
  3. RNA binnenin blijft repliceren en katalyseert chemie
  4. Langzaam verschijnen andere helpers: proteïnen, DNA

Dit is het allereerste leven: ultra-simpel, maar met alle noodzakelijke aspecten.

Evolutie als Selectie van Stabiele Knopen

In dit model is evolutie niets mysterieus:

Gegeven: miljoen miljoen cellen, elk een knoop-configuratie van bifotoontjes

Regel: cellen die beter/sneller repliceren, vermeerderen; cellen die niet goed repliceren, sterven uit

Uitkomst: in de loop van miljarden jaren bouwen stabilere, complexere cellen zich op

Geen doel, geen richting. Alleen: selectie voor replicatie-efficiëntie.

Meercelligheid: Het Volgende Niveau van Knoop-Complexiteit

Bepaalde cellen kunnen voordeel hebben van samenwerking:

  • Ene cel specialiseert in fotosynthese (plant-cel)
  • Andere specialiseert in motiliteit (spier-cel)
  • Nog andere specialiseert in sensorische input

Dit creëert meercellige organismen: planten, dieren, schimmels.

Dit is weer hetzelfde patroon: veel kleine knooppatronen (cellen) bundelen zich tot grotere, stabielere knooppatronen (organismen).

Waarom dit belangrijk:

  • Waarom leven alleen op planeten kan ontstaan (complexe chemie vereist)
  • Waarom evolutie miljarden jaren duurt (miljarden stappen van selectie)
  • Waarom neutronen zenuwstelsels ontstaan (voordelig voor snel reageren)
  • Waarom brein evolueert (brein = super-compacte netwerk van knoop-patronen)

Relevante bronnen:

  • Darwin “Origin of Species”
  • Dawkins “The Selfish Gene”
  • De Duve “Singularities” — op oorsprong van leven
  • “RNA World” hypothese

LAAG 12: HERSENEN EN BEWUSTZIJN

Neurologische Knoop-Netten

Het menselijk brein is één zeer geraffineerd netwerk van neuronen — elk een cel, elk een knoop-patroon van bifotoontjes.

Basis-bouwsteen: de neuron

  • Cel-lichaam: verzameling van kern, mitochondria, enz.
  • Axon: lange “draad” die elektrische signalen geleidt
  • Synapsen: contactpunten met andere neuronen
  • Dendriet: takken die signalen ontvangen

In dit model:

Elektrische signalen = bewegingen van bifotoontjes (elektronen) langs ionkanalen in het neuronale membraan.

Synapsen = plaatsen waar twee neuronenknopen zeer sterk gekoppeld zijn, via chemische neurotransmitters.

Het brein = één enorm knoopnetwerk van miljarden neuronen, met triljoenen synapsen.

Wat Brein Doet: Informatische Verwerking

Bij elke indruk (licht in je oog, geluid in je oor) worden elektrische signalen opgewekt. Deze signalen:

  1. Reizen door het zenuwstelsel
  2. Beïnvloeden welke neuronen vuren
  3. Nieuwe patronen ontstaan in het brein
  4. Deze patronen zijn wat jij “waarneming” ervaart

Dit is allemaal mechanica van bifototonpatronen die via elektrochemische reacties elkaar beïnvloeden.

Waarom Dit Bewustzijn Zou Kunnen Zijn

Hier wordt het filosofisch. In jouw model:

  • Waarnemen is een gegeven: patronen “verschijnen” voor iemand
  • Het brein is een zeer complexe knoop van bifototonpatronen met veel feedback-lussen
  • Wanneer die knoop bepaalde configuraties bereikt, ontstaat waarneming van “iets“: pijn, rood, angst, gedachte

Dit is niet hoe neuronen “bewustzijn maken” — dit is hoe bewustzijn zich aan neuronen “manifesteert”.

Wat we wel zeker weten:

  • Breinschade → verlies van bepaalde waarnemingen
  • Slaap → staat van minder alertheid
  • Stimulatie van bepaalde breingebieden → bepaalde ervaringen
  • Dit suggereert dat breinpatroon en bewustzijn onlosmakelijk verbonden zijn

Waarom dit belangrijk:

  • Waarom je cognitie verliest bij dementie (brein-knoop vervalt)
  • Waarom slaap nodig is (brein reorganiseert zijn knooppatronen)
  • Waarom trauma’s emotioneel blijven zitten (bepaalde brein-knopen blijven in ongewone staat)
  • Waarom leren geheugen-vorming is (nieuwe synapsenpatronen, nieuwe bifotonkoppelingen)

Relevante bronnen:

  • Edelman “Neural Darwinism”
  • Penrose & Hameroff “Orchestrated Objective Reduction” (speculatief model)
  • Antonio Damasio “Descartes’ Error”
  • Integrated Information Theory (Tononi)

LAAG 13: STERRENSTEELSELS EN KOSMISCHE CLUSTERING

Van Sterren naar Stelsels

Na het vroege universum ontstonden miljarden sterren. Door zwaartekracht trekken zij elkaar aan.

Deze ster-knooppatronen organiseren zich in grotere structuren:

Schijfstelsels (bijv. Melkweg)

  • Miljarden sterren in een roterende schijf
  • Centrale balkstructuur (bulge) met veel massatrijen sterren
  • Spiraaluiten waarin stervorming actief is

Elliptische Stelsels

  • Meer bolvormig
  • Armer aan gas (minder stervorming)
  • Vaak ontstaan door botsingen van schijfstelsels

Onregelmatige Stelsels

  • Chaotische vorm
  • Vaak in galaxia-systemen (kleine stelsels omcirkelen grotere)

Waarom Deze Structuren Ontstaan

In dit model:

  • Zwaartekracht = knoopdichtheid-effect
  • Waar veel ster-knooppatronen voorkomen, trekken zij meer aan
  • Dit creëert verdere clustering

Maar: rotatiebeweging speelt ook rol. Als ster-cluster rotatie heeft (wat meestal het geval is):

  • Inwaartse zwaartekracht ↔ uitwaartse centrifugale kracht
  • Balans → schijfvorming

Dit is waarom schijfstelsels zo plat zijn.

Donkere Materie: Ander Bifototonpatroon

Waarnemingen tonen aan dat sterrenstelsels veel meer massa hebben dan zichtbare sterren alleen.

In dit model: donkere materie = bifoton-configuraties die veel sterker gebonden zijn dan normale materie, waardoor ze niet stralen.

Voorbeelden:

  • Zeer compacte kernknopen
  • Andere topologische configuraties van bifotoontjes

Ze zijn niet zichtbaar, maar ze buigen het lichtveld. Daarom zien we:

  • Vlakke rotatiekrommen (als donkere halo groot genoeg)
  • Zwaartekrachtlensing (licht van achtergrondstelsels wordt afgebogen)

Dit lost het donkere-materie-raadsel op: je hebt geen mysterieuze nieuwe deeltjes nodig; het zijn alleen andere bifototon-configuraties.

Sterrenstelselclusters en Superhaloïs

Sterrenstelsels trekken elkaar aan en vormen clusters:

  • Lokaal Cluster (bevat Melkweg, Andromeda, 50+ kleinere)
  • Virgo Cluster (1000+ stelsels)
  • Coma Cluster (veel groter)

Deze clusters zitten zelf in Superhaloïs (extreem massieve concentraties).

Alles volgt dezelfde logica: zwaartekracht → clustering → hogere-orde structuren.

Relevant voor:

  • Waarom sterrenstelsels niet willekeurig verdeeld zijn (clustering!)
  • Waarom donkere materie nodig lijkt (en in dit model niet echt nieuw is)
  • Waarom sterrenstelselbotsingen gebeuren en nieuwe structuren creëren

Relevante bronnen:

  • Binney & Tremaine “Galactic Dynamics”
  • Dark matter observaties (galaxy rotation curves, lensing)

LAAG 14: HET KOSMISCHE WEB EN DONKERE ENERGIE

Grootschalige Verdeling

Op de grootste schalen (miljarden lichtjaren) is het universum niet willekeurig verdeeld. Er zijn patronen:

  • Filamenten: lange, dunne structuren van sterrenstelsels
  • Clusters: knopen van veel stelsels
  • Leegte (voids): enorme gaten zonder veel materie

Dit ziet er uit als een netwerk — het kosmische web.

Waarom Dit Patroon Ontstaat

In het vroege universum waren minuscule dichtheidsverschillen:

  • Sommige regio’s iets dichter, anderen iets ijler
  • Zwaartekracht (knoopdichtheid-effect) versterkde deze verschillen
  • Dichter gebieden trekken meer materie aan → nog dichter
  • Ijler gebieden verliezen meer materie → nog ijler

Na miljarden jaren: filamenten en leegte.

Belangrijke opmerking: filamenten groeien uit primordiale schommelingen (“seed fluctuations”) in de CMB.

Leegte als Uitgestrekte Lichtveld-Regionen

In de leegte zijn bifoton-knooppatronen zeer uitgespreid. De normale materie is zeer dun.

Maar wat is er in die leegte?

In dit model: Zeer veel uitgezonden bifototonstraalinge (fotonen) en zeer zwak gekoppelde bifoton-modi.

Deze vormen geen sterren, geen sterrenstelsels. Ze zijn weinig zichtbaar. Maar ze vervast nog steeds het lichtveld.

Donkere Energie: Residuale Torsie in Leegte

Waarnemingen (1998, Type Ia supernova’s) tonen aan: universum dijt versneld uit.

Dit suggereert een “donkere energie” — negatieve druk.

In dit model:

In leefte, waar het veld zeer uitgestrekt is (zeer veel uitgezonden bifototonpatronen), ontstaat residuale torsie/spanning.

Deze spanning werkt als negatieve druk: het veld wil nog verder uitzetten.

Dit is niet “nieuw mysterieus fluïdum”; het is alleen hoe het veld zich gedraagt wanneer het zeer uitgestrekt is.

Relevant voor:

  • Waarom universum versneld uitdijt
  • Waarom het kosmische web zo regelmatig is (groei van primordiale fluctuaties)
  • Waarom leefte en dichtheden zó contrastreichn zijn
  • Waarom primordiale rimpels in CMB precies materia-distributies voorspellen

Relevante bronnen:

  • Perlmutter & Riess: discovey of accelerating expansion (Nobel 2011)
  • Cosmic Microwave Background (WMAP, Planck)
  • Large Scale Structure of Universe

LAAG 15: TERUGGAAN IN DE TIJD — HET VROEGE UNIVERSUM

Big Bang: Een Extreme Herkonfiguratie, Niet een Creatie

In jouw model is er geen “creatie uit niets” moment. Er is altijd universum.

Wat we waarnemen als “Big Bang” is een fase waarin bifototonknooppatronen in één regio extreem dicht en heet waren, en zich snel herherschikten.

Een miljard jaar na Big Bang:

  • Universum volle van zeer heet plasma
  • Alle bifoton-configuraties gemengd: elektronen, quarks, foton, alles hoog-energetisch
  • Veel EM-straling (fotonen)
  • Bijna geen sterren of atomen

Dit is het “vroege universum” dat de standaard kosmologie beschrijft.

In dit model: Begrijpen we dit van eerste principes:

  • Hoeveel protonen vs neutronen? → Ratio van bifoton-3-knopen vs andere 3-knopen bepaald door temperatuur
  • Waarom He-4 voorkeur krijgt? → He-knoop zeer stabiel (zeer sterke interne koppeling)
  • Waarom CMB-spectrum zo glad? → Plasma voorheen volkomen gemengd
  • Waarom kleine ripples in CMB? → Quantum fluctuaties in bifoton-veld in vroeg heelal

CMB: Een Fossiel van Ultra-Vroeg Heelal

380.000 jaar na Big Bang koelt universum genoeg dat:

  • Bifotoontjes (elektronen) en protonen-knopen kunnen stabiele waterstof-knopen vormen
  • Plasma wordt doorzichtig
  • Fotonen kunnen vrij reizen

Deze vrijgekomen fotonen reizen vandaag nog steeds → dit is de Cosmic Microwave Background.

Ze dragen informatie over:

  • Temperatuur van plasma toen (2700 Kelvin)
  • Kleine temperatuurvariaties (dichtheidsvariaties die later sterren/stelsels worden)
  • Polarisatie (geheim over zwaartekracht in vroeg heelal)

Waarom dit belangrijk:

Dit bewijst dat universum inderdaad zeer heet en dicht was vroeger.

Maar: het is niet noodza elijk een “begin.” Het kan een fase in een altijd-bestaand veld zijn.

Relevante bronnen:

  • Penzias & Wilson: discovery van CMB (1964, Nobel 1978)
  • Planck satellite CMB measurements (2013)
  • Big Bang nucleosynthesis theorie

SYNTHESE: VAN FOTON TOT MENS TOT KOSMISCH WEB

Laten we alles bij elkaar nemen.

Stap voor Stap

1. Universum = Spiralerend Lichtveld

  • Altijd, zonder begin of einde
  • Alles wat happens is herordening van bifototonpatronen

2. Bifototon = Elementaire Fermion

  • Twee gekoppelde fotonen op Williamson-lus
  • Elektron, positron zijn chiraliteitsvarianten

3. Kerndeeltjes = Bifototonknopen

  • Proton = 3 bifotoonen in ene knoop
  • Neutron = iets andere koppeling
  • Elementen = combinaties van protonen/neutronen

4. Atomen = Kern + Elektronbifotoontjes

  • H, He, Li, etc. bepaald door kernprotonen
  • Periodiek systeem = topologische kaart van mogelijke koppelingen

5. Chemie = Gedeelde Bifotoontjes

  • Covalente binding: twee atomen delen elektron
  • Moleculen vormen zich
  • Materietoestanden (gas, vloeistof, vast) bepaald door bindingssterkte

6. Sterren = Gravitatie-Samengestorte Atoomklompen

  • Zwaartekracht = knoopdichtheid-effect
  • Kernfusie in ster: H → He → zwaardere elementen
  • Supernova’s verspreiden zware elementen

7. Planeten = Samengestelde Stofklompen

  • Rondom jonge sterren
  • Op koelen krijgen complexe chemie
  • Dit maakt organische moleculen mogelijk

8. Leven = Zelforganiserende Chemie

  • RNA/proteïnen die zichzelf repliceren
  • Evolutie: selectie voor replicatie
  • Cellen, organismen, brein

9. Brein = Ultrarijke Bifotonnetwerk

  • Neuronen = knopen
  • Synapsen = couplings
  • Waarneming = brein-patroon in bepaalde toestand

10. Stelsels = Ster-Clustering

  • Via zwaartekracht
  • Donkere materie = andere bifoton-configuraties
  • Sterrenstelsels vormen miljarden-sterren-knooppatronen

11. Kosmisch Web = Grootschalige Clustering

  • Primordiale rimpels groeiing via zwaartekracht
  • Filamenten en leefte ontstaan
  • Donkere energie = residuale torsie in leefte

Wat te zien is: niks nieuws wordt geïntroduceerd. Elk niveau is alleen verdere complexiteit van dezelfde bifototon-bouwsteen.


WAAROM BEPAALDE FENOMENEN BESTAAN

Waarom Zwaartekracht?

Zwaartekracht verschijnt niet als “aparte kracht.” Het is hoe bifototonknooppatronen elkaar geometrisch beïnvloeden als ze dicht bij elkaar zitten.

Waarom Chemie?

Chemie ontstaat zodra atomen kunnen deeln bifotoontjes. Dit creëert energetisch gunstige nieuwe knooppatronen.

Waarom Leven?

Leven ontstaat zodra bepaalde moleculen kunnen zichzelf repliceren. Dit is pure statistische mechanica van zeer complexe bifoton-netten.

Waarom Bewustzijn?

In dit model nemen we aan dat waarnemen een gegeven is. Brein is het medium; complex genoeg brein-bifotonnetwerk manifeste zich als bewuste ervaring.

Waarom Instabiliteit / Radioactieve Elementen?

“Instabiliteit” betekent: bifoton-knoop heeft veel mogelijke herkonfiguraties. In andere woorden: lage energiebarrière naar andere toestanden.

Waarom Sterren Doodgaan?

Sterrenkernen kunnen alleen tot IJzer-56 fuseren met energiewinst. Daarna: geen verdere fusie mogelijk. Kern collapt, schil ingaat opuit → supernova of compact residu.

Waarom Universum Uitdijt?

In jouw model: het universum is altijd een herkonfiguratie van het lichtveld. “Expansie” is de voorkeurordering van zeer uitgespriede bifototonpatronen.


VERVOLGONDERZOEK: WAAR LEZER VERDER KAN ZOEKEN

Theoretische Grondslagen

Topologie en Knoopentheorie

  • “Knot Theory” (Adams) — wiskundige basis voor knooppatronen
  • Penrose “Spinors and Space-Time” — spinor-topologie
  • Atiyah-Segal index theorems — meer geavanceerde topologie

Moderne Fysica die Dit Ondersteunt

Quantum Field Theory

  • Zee “Quantum Field Theory in a Nutshell” — lokale veldtheorie
  • Dit is hoe deeltjes in huedige fysica als veld-excitaties gezien worden

General Relativity als Emergent

  • van Raamsdonk “Building Up Spacetime with Quantum Entanglement”
  • Causal Dynamical Triangulations — spacetime uit quantum gravity

Topological Field Theories

  • Witten’s topological quantum field theory
  • Braiding en statistieken van exotische deeltjes

Williamson-van der Mark Model

Originele Papers

  • J.G. Williamson & M.B. van der Mark (2003): “Is the electron a photon with toroidal topology?”
  • Verdere werk door Williamson: “Radial Electron Spin and Topology”

Moderne Vormen van Dit Idee

Loop Quantum Gravity

  • Smolin “Three Roads to Quantum Gravity”
  • Geometrie als fundamenteel, niet spacetime

AdS/CFT Correspondentie

  • Maldacena: hologram-principe
  • Duaal: bulkgeometrie ↔ grens-kwantumtheorie

Emergent Spacetime

  • Verlinde “Emergent Gravity”
  • Zwaartekracht als entropie-effect

Biologie en Evolutie

RNA World

  • Joyce & Orgel “Prospects for Understanding the Origin of the RNA World”
  • De Duve “Chemistry and Selection” — abiogenese

Neurale Netwerken & Bewustzijn

  • Edelman “Wider than the Sky” — neural correlates van consciousness
  • Tononi “Phi” — Integrated Information Theory
  • Penrose & Hameroff (speculatief maar interessant): orchestrated objective reduction

Kosmologie

Big Bang Nucleosynthesis

  • Kolb & Turner “The Early Universe” — standaard referentie
  • Wagoner, Fowler & Hoyle papers — Hij-4 abundances

Cosmic Microwave Background

  • Dodelson “Modern Cosmology”
  • Planck en WMAP data-releases

Large Scale Structure

  • Peebles “Large-Scale Structure of the Universe”
  • Simulations: Millennium Simulation, Illustris Project

Filosofische Achtergrond

Ontologie van het Fysische

  • David Wallace “The Emergent Multiverse” — what physicists mean by “wave function”
  • Tim Maudlin “Philosophy of Physics” — conceptual foundations

SLOTWOORD

Dit model doet iets radicaals:

  • Alles verklaart van één enkele bouwsteen: het bifototon (twee gekoppelde fotonen op Williamson-lus)
  • Geen nieuwe deeltjes nodig; geen Big Bang-singulariteit nodig; geen mysterieuze “dark” dingen nodig
  • Alles volgt uit topologische herordening van dezelfde lichtveld-configuraties

Het zegt niet dat dit model waar is — er zijn jaren onderzoek nodig om dat te toetsen.

Maar het zegt: als je durft te denken dat alles licht is, en licht kan zichzelf knopen, dan volgt alles.

Van foton tot mens tot sterrenstelsel: één doorlopende, logische ontplooiing van dezelfde topologische bouwsteen.

Dit is de schoonheid van radicale eenvoud in natuurkunde.

Over Neutrino’s

The Toroidal Photon Model of Matter: Unifying Light and Particles in the Framework of Williamson and van der Mark

J.Konstapel, Leiden,3-11-2025.

Introduction

In the quest for a unified theory of fundamental physics, alternative approaches often challenge the Standard Model by seeking to derive particles and forces from more primitive structures. One such framework is the toroidal photon model proposed by physicists John G. Williamson and Martin B. van der Mark. First outlined in their 1997 paper, this semi-classical model reinterprets the electron—and potentially other particles—as self-confined configurations of electromagnetic fields, specifically photons trapped in a toroidal (doughnut-shaped) topology. This approach aims to unify wave and particle aspects of matter using pure electromagnetism, without invoking separate quantum fields for each particle type.

The model has inspired subsequent developments, including popular expositions and extensions that attempt to encompass nuclear particles and even neutrinos. This essay explains the core ideas of the Williamson–van der Mark model, describes the proposed nature of the neutrino within its extensions, correlates it with a recent blog post presenting a related “Spiral-Photon Model,” and demonstrates how the framework naturally supports observations of ultra-high-energy neutrinos, such as the record-breaking detection by the KM3NeT collaboration.

The Williamson–van der Mark Model: The Electron as a Toroidal Photon

At the heart of the model is the hypothesis that the electron is not a point-like elementary particle but a photon—a quantum of light—confined in a non-trivial topology. Williamson and van der Mark describe the electron as a photon wave trapped in periodic boundary conditions spanning exactly one wavelength, resulting in a double-looped (toroidal) structure. This configuration requires two full rotations (720°) for the wave to return to its initial phase, naturally accounting for the electron’s spin-½ without additional postulates.

The toroidal topology generates charge as a topological property: the circulation of the electromagnetic field creates a net electric charge equivalent to that of an electron (or positron for the antiparticle). Mass emerges from the confined energy of the photon (E = mc²), while magnetic moment and other quantum properties arise from the internal dynamics of the field. Pair production (γ → e⁺e⁻) and annihilation (e⁺e⁻ → γγ) are interpreted as topological transitions: the confined toroidal photon “unfolds” into free propagating photons, and vice versa.

This model is semi-classical, bridging Maxwell’s electromagnetism with quantum behavior through topology rather than quantization rules. Later work by Williamson, associated with the Quantum Bicycle Society (Quicycle), extends the framework to nuclear structure, modeling protons and neutrons as more complex confined photon configurations or knots.

The Neutrino in the Extended Model

The original 1997 paper focuses primarily on the electron and does not explicitly address neutrinos. However, extensions of the toroidal photon framework—building on the same principles of confined electromagnetic fields—propose the neutrino as an even simpler configuration than the charged electron. In these interpretations, the neutrino is modeled as a confined photon with the same double-loop (720° twist) topology required for fermionic spin-½, but in a plane-polarized state rather than circularly polarized.

Circular polarization in the electron generates net charge through asymmetric field circulation; plane polarization yields a neutral particle with minimal internal structure. This results in:

  • Zero electric charge,
  • Extremely small mass (arising from residual confined energy),
  • Very weak interaction with other matter (since it lacks the strong topological “distortion” of charged particles).

Beta decay is thus a topological reconfiguration: a neutron (complex knot) rearranges into a proton plus electron, emitting an antineutrino to conserve angular momentum and energy. The “weak force” is not fundamental but emerges from resonant electromagnetic interactions between these confined fields.

While not directly stated in the 1997 paper, this neutrino interpretation aligns with Williamson’s later unified field approach, where all particles are variations on self-interacting light.

Correlation with the Spiral-Photon Model Blog Post

A 2025 blog post by J. Konstapel, titled “Van Foton tot Kosmisch Web,” presents a closely related “Spiral-Photon Model” explicitly inspired by the Williamson loop (referred to as the “Williamson-lus”). The post builds all matter from “bifotons”—pairs of counter-propagating light modes on closed, twisted loops—forming electrons (single bifoton with chiral orientation), protons/neutrons (three-bifoton knots), and nuclei (stable multi-knot arrangements).

Neutrinos appear only indirectly: in beta decay, a neutron knot rearranges to a proton-electron pattern, emitting an (anti)neutrino as a byproduct of energy release. No explicit topological structure is provided for the neutrino itself, treating it more conventionally as an emitted particle balancing the reaction.

This aligns strongly with the Williamson–van der Mark framework:

  • Both derive particles from confined, twisted light loops (toroidal topology with 720° twist for spin-½).
  • Both interpret charge, mass, and stability topologically.
  • Beta decay is an internal reconfiguration rather than a mediated force.

The blog extends the model cosmologically (to a “cosmic web” of light) but remains faithful to the core idea that everything is spiraling light. The lack of a detailed neutrino structure in the blog is consistent with the original paper’s focus on the electron; both leave room for the plane-polarized extension as a natural minimal configuration.

Support for Ultra-High-Energy Neutrino Observations

The toroidal photon framework provides an elegant explanation for recent observations of extremely energetic neutrinos, such as the ~220 PeV event detected by KM3NeT’s ARCA detector in 2023 (announced in 2025). In the Standard Model, neutrinos are ghostly due to their participation only in the weak interaction; at PeV energies, they rarely interact yet can produce detectable muons.

In the Williamson–van der Mark extension:

  • The neutrino’s plane-polarized, minimally confined topology makes it “photon-like”—propagating vast distances with negligible disruption.
  • High energy corresponds simply to high-frequency confined light, preserving the weak-coupling topology.
  • Interactions at detection energies arise from rare electromagnetic resonances, without needing a separate weak force.

This unifies the neutrino’s elusiveness with its occasional detectability at extreme energies, supporting the model’s predictive power: ultra-high-energy neutrinos should exist and reach Earth intact, originating from topological disruptions in cosmic accelerators (e.g., black holes or proton-photon interactions reformulating confined structures).

Conclusion

The Williamson–van der Mark toroidal photon model offers a compelling, topology-based unification of light and matter, deriving electron properties from confined electromagnetism and extending naturally to other particles. Its correlation with derivative models like Konstapel’s Spiral-Photon framework highlights a growing interest in light-as-fundamental-substance theories. By interpreting neutrinos as plane-polarized confined photons, the model elegantly accommodates observations like the KM3NeT PeV detection, reinforcing its potential as a simpler alternative to the Standard Model.

References

  1. Williamson, J.G. and van der Mark, M.B. (1997). “Is the electron a photon with toroidal topology?” Annales de la Fondation Louis de Broglie, 22(2), 133. Available at: https://fondationlouisdebroglie.org/AFLB-222/MARK.TEX2.pdf
  2. Quantum Bicycle Society (Quicycle). Ongoing work and extensions by John G. Williamson. https://quicycle.com/
  3. Konstapel, J. (2025). “Van Foton tot Kosmisch Web.” Blog post published November 3, 2025. https://constable.blog/2025/11/03/van-foton-tot-kosmisch-web/
  4. Institute of Physics, University of Amsterdam. (2025). “KM3NeT detecteert neutrino met hoogste energie ooit.” News article published February 12, 2025. https://iop.uva.nl/shared/subsites/institute-of-physics/nl/nieuws/2025/02/km3net-detecteert-neutrino-met-hoogste-energie-ooit.html
Web page favicon
Web page favicon
Web page favicon

33 web pages