De natuurkunde schiet maar niet op

Het grootste wapenfeit van de fysica in 2016 was een bevestiging van Einsteins theorie van een eeuw geleden. Is de natuurkunde klaar?

Beeld Hilde Harshagen

Hij moest zijn teleurstelling wel even wegslikken, directeur Kees Moeliker van het NatuurMuseum in Rotterdam, toen in april van dit jaar een steenmarter een hoogspanningskabel doorknaagde en eigenhandig de LHC-versneller in Genève stillegde. Teleurstelling, omdat de CERN-brandweer het halfverkoolde kadaver van de boosdoener volgens voorschrift al had weggegooid voor het museum er goed en wel om had kunnen vragen. Moeliker had het zo graag in zijn collectie Dieren Met Een Verhaal gepresenteerd. De Wezel die de Natuurkunde Vloerde had niet misstaan tussen de befaamde Domino-mus en de McFlurry-egel.

Moelikers teleurstelling kan achteraf gezien worden als een voorbode voor het drama dat zich de rest van het jaar ontspon op het Zwitserse deeltjeslab en in de natuurkunde wereldwijd.

De Large Hadron Collider is de grootste versneller ter wereld, waarin botsende protonen de diepste geheimen van de materie moeten onthullen. De versneller werkte tussen april en de zomer intenser en met meer energie dan ooit en betrad een gebied waar nog nooit natuurkundigen hadden kunnen kijken. Zo spannend was de natuurkunde in jaren niet geweest. Zelfs de ontdekking van het Higgsdeeltje in 2012 was in feite geen echte verrassing - dat ding moest er zijn. Goed boekhouden en doormeten gaven statistisch de doorslag.

Wat hebben we geleerd in 2016?

Het mag dan het jaar van de post-truth zijn geweest, het jaar waarin feiten ondergeschikt leken aan meningen, emoties en flauwekul, maar 2016 heeft ons ook nieuwe inzichten opgeleverd. Dat we gedijen bij minder prikkels bijvoorbeeld, dat oude rockers nooit doodgaan, dat 0 glazen alcohol beter is dan welk ander getal ook en nog 15 andere superinteressante lessen, die we hier allemaal voor u op een rijtje hebben gezet.

Maar terwijl de persberichten over de technische prestaties van de versneller in 2016 bleven komen, kwamen er andere persberichten nadrukkelijk ook niet. De berichten die hadden moeten beginnen met de ontdekking van een nieuw, onbekend deeltje, een vreemde zesde kracht, onverklaarde afwijkingen van wat er verwacht kon worden. Niks.

Het meest spraakmakende nieuws in dat opzicht begon eigenlijk al eind 2015 rond te zingen. In bestaande metingen van de protonbotsingen was een piekje ontdekt dat niemand verwachtte. Bij bepaalde energie bleken twee lichtdeeltjes uit de protonbotsingen weg te spuiten. Die konden zijn ontstaan uit een deeltje van 750 gigaelektronvolt en er leek maar één probleem: zo'n deeltje is onbekend.

Probleem is het verkeerde woord. Onbekende deeltjes zijn het hoogste goed in de natuurkunde, omdat ze vragen om een verklaring die de bestaande theorie niet biedt. Zoiets brengt de natuurkunde verder, misschien wel dichter bij het definitieve inzicht in energie en materie. Sinds de eerste berichten over het piekje gingen talloze theoretici alvast aan de slag met mogelijke verklaringen. Honderden papers verschenen er.

Vanaf april, toen de traditionele winterstop voorbij was en de dode steenmarter opgeruimd, zorgde de LHC-versneller voor een stortvloed aan nieuwe meetgegevens in de Atlas- en CMS-detectoren. Meer metingen moesten het piekje (de experts spraken eerbiedig over 'The Bump') beter in beeld brengen.

Toen gebeurde het volgens sommige sceptici onvermijdelijke: hoe meer metingen er kwamen, hoe minder er van het piekje overbleef. De statistieken deden hun werk, en wat een piek had geleken, was in werkelijkheid een eerste tijdelijke uitschieter geweest. Wat een theoretische staatsgreep in de natuurkunde leek te worden, liep toch op niks uit.

In elk geval voorlopig, want de LHC zal verder speuren in het nieuwe niemandsland. Vooralsnog lijkt het eerder een kale woestijn dan een opwindende wildernis vol vreemde nieuwe beesten.

Is de natuurkunde misschien gewoon af, klaar, uitgepraat? Het is een vraag die het afgelopen jaar geregeld gesteld is. En het moet gezegd: de gevestigde fysica haalde een paar fraaie slagen binnen. De mooiste was wel de ontdekking, met drie persconferenties wereldwijd aangekondigd op 1 februari, van een echte ruimterilling, veroorzaakt door botsende zwarte gaten op anderhalf miljard lichtjaar afstand. Het nieuws was het ultieme bewijs voor het gelijk van Albert Einsteins idee dat ruimte en tijd één elastisch geheel vormen. Een geheel dat zelfs helemaal leeg kan rillen als er maar hard genoeg tegenaan geslagen wordt, als een wobbelende gelatinepudding aan de kerstdis.

Twee zwarte gaten hadden dat anderhalf miljard jaar geleden ver weg gedaan en het universum zelf een rilling bezorgd. Die was op 14 september 2015 om 11.51 uur precies de aarde gepasseerd en opgevangen door de LIGO-laserdetectoren in Washington en Louisiana. Wereldwijd was de ontdekking voorpaginanieuws en prijkte Einsteins gezicht weer eens volop in de krant.

De LHC van de Europese Raad voor Kernonderzoek CERN. Beeld epa

Einsteins algemene relativiteitstheorie, in 2015 een eeuw oud, bleek springlevend en correct. De maanden erna volgden nog eens twee rillingen, meer dan verwacht, en een teken dat een goeie detector via de rillingen nog dieper dan voorheen naar de oerknal zou kunnen kijken. Een plan voor een miljardendetector onder de Kouberg in Limburg werd schielijk gelanceerd en door de KNAW omarmd als een goed idee.

Een saillant idee ook, gezien de rol die Nederland mogelijk ook gaat spelen in de ontmanteling van Einsteins irritante eeuwige gelijk. Op 8 november publiceerde de Amsterdamse theoretische natuurkundige Erik Verlinde een artikel dat het breekijzer zou kunnen blijken. De zwaartekracht, is Verlindes opvatting, is geen kracht en geen kromming van ruimtetijd, maar een kwestie van duwende en trekkende bits informatie op een schaal ver voorbij de allerkleinste deeltjes. CERN zal daarvan nooit iets kunnen zien. Maar de theorie zou een heel stel raadsels uit de kosmologie kunnen oplossen.

Een aantrekkelijke gedachte voor wie eindelijk eens verder wil dan de oude Einstein. Maar ook gewaagd en lang niet iedereen is overtuigd. De Tsjechische theoreticus en blogger Lobos Molt bijvoorbeeld kreeg telefoontjes van collega's, ook Nederlandse, en weigerde Verlindes artikel op zijn weblog überhaupt een theorie te noemen. 'Trumpiaanse, feitenvrije wetenschap die door meisjes met lange benen wordt verkondigd', fulmineert hij.

Hetgeen vermoedelijk zelfs Einstein wat te ver zou gaan.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden