Hoe komen wetenschappers tot dat ene inzicht dat het verloop van hun carrière bepaalt? Daarover vertellen ze in de rubriek Eureka. Deze week: Jan Pieter van der Schaar, theoretisch fysicus aan de Universiteit van Amsterdam.
‘Ik moet een jaar of dertien zijn geweest toen ik een telescoop cadeau kreeg die ik zelf in elkaar moest zetten. Toen ik dat klusje geklaard had, ging ik naar het heelal kijken en raakte ik steeds meer geïntrigeerd. Vervolgens kocht ik mijn eerste boeken over sterrenkunde en toen was het zaadje definitief geplant.
Als theoretisch natuurkundige en kosmoloog ben ik geïnteresseerd in de basisregels van het universum. De ultieme uitdaging is het vinden van een theorie die beschrijft hoe zwaartekracht werkt op de kleinst mogelijke schaal, de schaal van de quantummechanica. De unieke eigenschappen van zo’n theorie vinden plaats op afstanden in de orde van de zogenaamde Planck-lengte: ruwweg 10-35 meter, oftewel tien triljoenste van een triljoenste van een meter. Dat is een belachelijk kleine schaal. De vraag is daarom: hoe kun je zo’n theorie ooit toetsen?
Een tunnel naar een magmakamer kan een onbeperkte bron van energie opleveren
In IJsland zijn wetenschappers van plan twee boorgaten te boren naar een magmakamer. Lukt ze dit, dan zou dat een historische prestatie zijn.
Het antwoord kun je verrassend genoeg vinden door te kijken naar het heelal op een grote schaal. Volgens kosmologische modellen vonden kort na de oerknal, in het prille heelal, op sommige plekken microscopische ‘quantumfluctuaties’ plaats, kleiner nog dan de Planck-lengte. Vervolgens dijde het heelal razendsnel uit. De kleine dichtheidsverschillen groeiden tijdens deze inflatieperiode uit tot de structuur die we nu in het huidige heelal zien.
Dit idee maakte een verpletterende indruk op me. Het leek een mogelijkheid te bieden om de natuur op de allerkleinste schalen te toetsen. Mijn idee, mijn Eureka-moment, was om te spelen met de standaardaannames over de eigenschappen van quantumfluctuaties. De gevolgen van die veranderde aannames reken ik uit en vergelijk ik met waarnemingen.
En nee, ik doe dit onderzoek niet omdat het nuttige toepassingen heeft, maar louter om mijn eigen nieuwsgierigheid te bevredigen. Dezelfde nieuwsgierigheid dreef mensen als Einstein en Newton. Van hun toepassingen maken we anno 2019 gretig gebruik. Misschien doen we dat over honderd jaar ook met mijn bevindingen.’