INTERVIEW

'Er is nog zoveel te doen, zoveel te ontdekken. Dat weet ik zeker'

Zijn ontdekkingen zijn Nobelprijswaardig, maar quantumpionier Anton Zeilinger denkt niet dat de mens veel van het allerkleinste begrijpt.

Anton ZeilingerBeeld Sanne de Wilde

Van alle natuurkundelabs in de wereld is de dependance van het Anton Zeilinger-laboratorium in de Oostenrijkse hoofdstad Wenen het opvallendste ooit. Het heeft naar schatting 1.440 kamers in rococostijl en is Unesco-werelderfgoed sinds 1996. Terwijl duizenden toeristen per dag rond dit befaamde slot Schönbrunn drentelen, met zijn imponerende vierkante paradeplaats en geometrische slottuinen, fonteinen en een heuse dierentuin, flitsen in de afgesloten kelders van het paleis laserstralen van de ene uithoek naar de andere. Buiten ieders zicht wordt in een honderden meters lang doolhof van spiegels, lasers en lenzen gewerkt aan experimenten die de vreemde werkelijkheid van het allerkleinste voor eens en altijd moeten blootleggen.

'Ik kom er niet al te vaak', bekent Zeilinger, een vaderlijke zeventiger met een eenvoudig brilletje en pretogen, een aura van zilvergrijs warhaar. 'Op mijn leeftijd zien studenten en post-docs je met enige huiver in het lab binnenkomen. Dat snap ik. Eigenwijze oude mannen zoals ik hebben de onbedwingbare neiging even iets te willen verstellen of verplaatsen. Waarna zij weken bezig zijn om het experiment weer aan de praat te krijgen.'

Geregeld breekt tijdens het gesprek een onweerstaanbare grijns door zijn baard en zo ook nu, in een zijzaaltje van het jaarcongres van fysica-organisatie FOM in Veldhoven, waar de befaamde Oostenrijker te gast is. Die paleiskelders, zegt hij, klinken bijzonderder dan het is. 'Ik zocht ergens strekkende meters op een trillingsvrije ondergrond en hoorde dat ze leegstonden. Ik heb de vent gebeld die het slot beheert en die zei meteen ja. Zo simpel was het eigenlijk.' Dat hij in Oostenrijk nadrukkelijk als een bijna-Nobelprijswinnaar geldt, een nationale bekendheid die ook nog eens president is van de Academie van Wetenschappen, hielp overigens ook wel wat, vermoedt hij.

Zeilinger geldt als een van de grondleggers van de revolutie die gaande is in de natuurkunde. Vanaf de jaren tachtig van de vorige eeuw deed hij in zijn labs, eerst in Innsbruck en later in Wenen, proeven die de bepaald vreemde voorspellingen van de quantummechanica wilden toetsen.

Teleporteren

Op papier was quantumtheorie toen al oppermachtig, want in staat de wereld van de deeltjes en basiskrachten in onvoorstelbaar detail te beschrijven. Maar de basisvragen bleven: zijn deeltjes eigenlijk golven? Hebben ze vaste eigenschappen of ontstaan die pas bij een meting? Kunnen deeltjes desnoods een universum ver met elkaar verbonden blijven?

Zeilinger was de eerste die, met hulp van de piepjonge Nederlandse post-doc Dirk Bouwmeester, erin slaagde een deeltje van de ene hoek van de kamer naar de andere te teleporteren, alsof het een aflevering van Star Trek betrof. Later bewees hij dat gescheiden paren lichtdeeltjes elkaar blijven voelen, verstrengeld als geliefden, ook als er kilometers glasvezel tussen zit.

Deze ochtend heeft Zeilinger in een zaal met meer dan tweeduizend Nederlandse natuurkundigen beschreven hoe hij droomt van nog veel grotere quantumexperimenten. Quantumsignalen die tussen Canarische eilanden flitsen, tussen Chinese kunstmanen zelfs, een wereldwijd baken van zuiver quantumtoeval, de sky is de limit, lijkt het. Aan sommige projecten wordt al gewerkt.

De Oostenrijkse hoogleraar is in Veldhoven geïntroduceerd door de Delftse hoogleraar Ronald Hanson, die afgelopen jaar met zijn team een geperfectioneerde versie van Zeilingers experimenten met quantumverstrengeling deed die in oktober wereldnieuws werd. Zeilinger, nota bene in Schönbrunn zelf doende met een vergelijkbare proef, was de eerste om Hanson telefonisch met zijn succes en een paper in Nature te feliciteren.

Anton ZeilingerBeeld Sanne de Wilde

Het gekke aan experimenten als die in Delft is dat eigenlijk alle natuurkundigen er allang van uitgaan dat de quantumwetten gelden. Vanwaar dan toch al dat testen?

Zeilinger: 'Niemand had echt verwacht dat we zouden vinden dat quantummechanica niet klopt, maar het is een kwestie van zuiverheid om het waterdicht te bewijzen. Voor toepassingen is het ook essentieel dat er geen sluipweggetjes zijn. Als je quantumcryptografie niet perfect is, is die meteen waardeloos, dan kan een afluisteraar ongemerkt toch meeluisteren. Weg veiligheid.'

Dat is mooi, maar de tests laten ook zien dat we echt in een heel vreemd universum leven vol vage deeltjes en spookachtige verbanden.

'Laten we wat voorzichtiger zijn. Dat de wereld op quantumprincipes berust, betekent niet meteen dat alles vaag en toevallig is. De theorie zegt vooral dat je niet moet denken dat wat we meten er al was voordat we de meting deden. Maar ook dat de meting die je doet, realiteit is. Een elektron dat bij een meting linksom draait, doet dat bij een volgende meting ook gewoon. Zoveel realiteit is het wel.'

De maan is er ook als je er even niet naar kijkt.

'Je moet wat mij betreft voorzichtig zijn met het idee van een vaststaande realiteit, maar ook weer niet te voorzichtig. Veel verhalen over quantumvaagheid zijn een karikatuur van de quantummechanica. Toeval is toeval, maar er is een structuur die we best de realiteit kunnen noemen. En als we niets van die realiteit zouden begrijpen, waren we hier niet. Dan hadden onze voorouders de sabeltandtijger niet overleefd.'

U noemt quantumfysici een beetje schizofreen, waarom?

'Veel collega's denken intuïtief meer klassiek, ook al kennen ze de regels van de quantumtheorie. Dat gaat vanzelf samen, maar alleen als je hersenhelften afzonderlijk werken.'

En uw eigen brein? Ook zo schizofreen? Of een totaal quantumbrein?

'Ik weet het niet. Mijn gevoel is vooral steeds sterker dat we nog helemaal niet aan het einde van de tunnel zijn. We hebben de ware betekenis van het quantum nog helemaal niet doorgrond.'

Sommige mensen denken dat we bijna een theorie van alles hebben.

'Als je dat denkt, laat je vooral pijnlijk zien hoe gebrekkig je fantasie is. We krabben aan een sinaasappelschil. Niet onverdienstelijk. Maar we moeten niet zelfgenoegzaam zijn. Er is nog zoveel te doen, zoveel te ontdekken. Dat weet ik zeker.'

Sommige mensen denken dat we bijna een theorie van alles hebben.

'Als je dat denkt, laat je vooral pijnlijk zien hoe gebrekkig je fantasie is. We krabben aan een sinaasappelschil. Niet onverdienstelijk. Maar we moeten niet zelfgenoegzaam zijn. Er is nog zoveel te doen, zoveel te ontdekken. Dat weet ik zeker.'

In welke richting gaat dat dan?

'Tijd, ruimte, causaliteit. In feite begrijpen we daar nog helemaal niks van. En misschien zijn het wel de enige bouwstenen die ertoe doen.'

Vaak is een crisis in de wetenschap het uitgelezen moment voor nieuwe ideeën. Wat is dan die huidige crisis?

'Ik denk dat het concept van crisis in de wetenschap erg overdreven wordt. Het is meer een kwestie van diepe overtuigingen. Einstein wist gewoon dat Newtons beeld van vaste ruimte en tijd onhoudbaar was. Niet vanwege experimenten, maar omdat hij de filosoof Ernst Mach had gelezen die fundamentele vragen over ruimte en tijd stelde die natuurkundigen voor het gemak vergaten.'

Is er nu iets vergelijkbaars voor de quantumnatuurkunde?

'De toepassingen zijn denk ik ook in filosofisch opzicht belangrijk. Quantummechanica is niet meer iets uit een boek, maar iets wat onder je handen in het lab gebeurt. Dat moet nieuwe intuïties geven, die heel belangrijk kunnen worden.'

Zelfs bij zoiets tegenintuïtiefs als de quantumfysica?

'Dat valt best mee. Ik zie het aan jonge mensen die mijn lab binnenkomen. Met een paar maanden hebben ze gevoel voor de quantumwetten. Het is zoiets als leren fietsen. Dat vraagt oefening, maar daarna kun je het ook de rest van je leven.'

Had u ooit verwacht dat uw vak zo tot leven zou komen?

'Ik weet dat journalisten me in de jaren tachtig vroegen waar mijn werk nou goed voor was en dat ik alleen maar kon zeggen dat het uit nieuwsgierigheid was. Niemand had voorzien dat we er praktisch iets mee zouden kunnen. Alain Aspect niet (de Franse quantumpionier), John Bell (van de cruciale test van de quantumwetten) ook niet.'

Er gaat intussen veel geld om in de quantuminformatie. Google, Microsoft, Intel, Huawei, iedereen investeert miljoenen.

'De industrie zit erin, en ik praat al geruime tijd in op de Europese Commissie dat Europa hierin echt het voortouw moet nemen. We zijn toonaangevend, heel veel quantumdingen zijn hier het eerst gedaan. Het zou jammer zijn als anderen de vruchten gaan plukken.'

U wordt de laatste jaren steevast genoemd voor een Nobelprijs. Wat doet dat met u?

'Dat zijn allemaal geruchten en ik stel mezelf gerust met de gedachte dat er altijd veel meer mensen zijn die een Nobelprijs verdienen dan die hem echt krijgen. Wat niet wil zeggen dat ik tegen wetenschapsprijzen ben. Ik heb er heel wat mogen ontvangen en ik realiseer me steeds dat mensen hun uiterste best voor je gedaan hebben, genomineerd, gepleit. Dat betekent dat je vrienden hebt en dat is een buitengewoon prettig idee.'

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.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden