Nobelprijswinnaar Nicolaas Bloembergen (1920-2017).
Nobelprijswinnaar Nicolaas Bloembergen (1920-2017). © Materialscientist (CC BY-SA 3.0 NL)

Grondlegger van de lasertechniek Bloembergen (1920-2017) koos nooit voor de makkelijke weg

Postuum: Nicolaas Bloembergen, Nobelprijswinnaar

Nicolaas Bloembergen, de vorige week op 97-jarige leeftijd overleden Nederlands-Amerikaanse Nobelprijswinnaar natuurkunde in 1981, hield een leven lang niet van de makkelijke weg. Als briljante gymnasiumleerling in Utrecht had hij alles kunnen gaan studeren. Hij koos voor de natuurkunde, vertelde hij later, letterlijk omdat het hem een moeilijk vak leek.

Het bleek een uitstekende keuze. Met zijn naoorlogse werk in Amerika legde hij de basis voor de NMR-scanners en lasertechnologie. De Nobelprijs kreeg hij voor het systematische onderzoek met lasers van allerlei oude optische wetten. Door de extreme intensiteit van het laserlicht blijken materie en licht zich ingewikkelder te gedragen dan lang was gedacht.

Nicolaas Bloembergen werd in 1920 in Dordrecht geboren als zoon van een welgestelde kunstmestfabrikant. Het gezin vertrok kort daarna naar Bilthoven, waar Nicolaas al snel een buitengewoon briljante schooljongen bleek. Hij slaagde cum laude aan het gymnasium in Utrecht, naar eigen zeggen zonder te werken. In 1938 begon hij aan een studie natuurkunde in Utrecht, waar hij net voor de oorlogssluiting in 1943 zijn doctoraal examen aflegde. Hij gold als een opmerkelijk goede student, die alles haalde, college's mocht overslaan en als assistent van promovendi werd gevraagd.

Lakoniek en zelfverzekerd

We deden het hele leerboek van de optica nog eens over, maar dan met fel laserlicht

Nicolaas Bloembergen

De laatste oorlogsjaren studeerde hij op eigen kracht thuis verder, volgens zijn romantische herinneringen bij een walmende olielamp. Hij was lid van de vrijwillige brandweer, vanwege de onmisbaarheidsverklaring die dat opleverde voor de Arbeitseinsatz. Na de bevrijding wilde Bloembergen zo snel mogelijk weg uit het verwoeste Europa en solliciteerde hij op drie plaatsen in Amerika, waarna hij welkom werd geheten op de Harvard universiteit in Cambridge.

De laconieke, zelfverzekerde Bloembergen arriveert precies op het juiste moment in Amerika. Enkele weken voor zijn komst hebben fysici op Harvard de zogeheten kernspinresonantie ontdekt: het effect dat atomen in een materiaal met een magneet tijdelijk in het gelid kunnen worden gezet, waarna ze allemaal tegelijk de opgepotte energie als straling loslaten. De behendige Bloembergen wordt als assistent direct bij de experimenten betrokken.

In 1948 publiceerde hij met het team een van de meest geciteerde artikelen ooit in de natuurkunde, over kernspinresonantie. Het artikel wordt onderdeel van zijn proefschrift, waarop hij dat jaar promoveert in Leiden. Daar werkt hij twee jaar op het Kamerlingh Onnes-laboratorium. Na twee jaar vertrekt hij, inmiddels verloofd, weer naar de VS, waar hij op Harvard onderzoek gaat doen.

In de jaren zestig legt hij daar de basis voor de laser, een extreem felle en coherente lichtstraal die ontstaat als in bepaalde kristallen de atomen gelijktijdig in opgewonden toestand worden gebracht en daarna massaal ontladen. Bloembergen laat de toepassingen van de nieuwe lichtbron aan anderen en werpt zich in de jaren zeventig op natuurkundige onderzoek met het nieuwe instrument. 'In feite was het simpel, we deden het hele leerboek van de optica nog eens over, maar dan met fel laserlicht', zei hij daarover ooit in de Volkskrant. Het onderzoek leverde hem in 1981 de Nobelprijs op, samen met Arthur Shawlow en Kai Siegbahn.

Starwarsplannen van Reagan

In 1984 was Bloembergen medevoorzitter van een commissie van de American Physical Society die de Starwarsplannen van de regering Reagan evalueerde. Dat programma rustte op het idee om met laserwapens in de ruimte een Russische verrassingsaanval met raketten teniet te kunnen doen. Fysisch en technisch volstrekt onhaalbaar, oordeelde de commissie. Volgens historici van de Koude Oorlog is Bloembergens vernietigende APS-rapport een van de redenen geweest dat de Russen en Amerikanen toch weer naar de onderhandelingstafel togen en tot ontwapeningsafspraken kwamen.

In 1990 ging Bloembergen officieel met emeritaat, maar hij bleef tot op hoge leeftijd verbonden aan de Harvard universiteit. In 2001 was hij bij de opening in Utrecht van het Nicolaas Bloembergenlab in de Uithof, een lab voor NMR-onderzoek van biologische en biochemische materialen. Zijn naam staat er in witte neonletters op de gevel, met de N M en R in rood. Zijn latere jaren woonde Bloembergen in Tuscon, Arizona, ook weer verbonden aan de universiteit. Daar overleed hij op 5 september.