Massaraadsel

In de bijlage Wetenschap & Onderwijs van 18 februari jl. stond een artikel van G. Beekman getiteld "Massa-raadsels' (de titel bevatte een spelfout).

Het is mij volslagen onduidelijk welke doelgroep onder uw lezers de auteur voor ogen heeft gestaan bij het schrijven van zijn stuk. Afgezien van een kleine fractie van de, in totaal een paar duizend, natuurkundigen in Nederland is het artikel voor de lezer grotendeels onbegrijpelijk, voor de rest vaak onjuist en worden de wetenschap valse pretenties toegedicht.

Een paar onbegrijpelijke onderwerpen uit het artikel zal ik opnoemen: “krachten die door bosonen worden overgebracht”, “het opeten van deeltjes”, “dat fotonen (...) geen massa hebben”, “gebaseerd op de werking van het Higgs-veld.” Menig afgestudeerd natuurkundige zal in zijn gehele studie nooit het Higgs-veld zijn tegengekomen.

Een paar correcties op het artikel. Er zijn drie en niet twee “deeltjes van de zwakke wisselwerking”. De massa's van deze deeltjes, “W+, W- en de Z0”, waren niet voorspeld door de theorie: alleen de relatieve verhouding van deze massa's was berekend. Het onbepaaldheidsprincipe van Heisenberg is geen extra toegevoegd principe maar is een gevolg van de moderne quantumtheorie. Het kan er dus nooit als extra beginsel worden bijgehaald, want het zit in elke quantumtheorie. Dit is wel belangrijk aangezien de leek vaak de indruk heeft dat het principe van Heisenberg een extra vooronderstelling van de theorie is. "Virtuele' processen, processen waarbij de behoudswetten (zoals behoud van energie) geschonden worden, zijn niet uniek quantum-mechanisch maar komen in de klassieke (d.i. niet quantum-mechanische) natuurkunde veelvuldig voor.

In het artikel wordt telkens de theoretische hoge-energie-fysica vermengd met de kosmologie. Dit geeft aanleiding tot onduidelijkheid. De hoge-energie-fysica heeft voor haar legitimatie de kosmologie niet nodig. Andersom ligt dat minder duidelijk. Mocht bijvoorbeeld blijken dat de hypothese van de oerknal niet houdbaar is, dan hoeft dat geen enkele consequentie te hebben voor de hoge-energie-fysica.

Verder heb ik bezwaren tegen de pretenties die uit het artikel spreken. De wetenschap zou dichtbij het ontrafelen van het wezen van de massa zijn. Het zal nu binnenkort duidelijk worden wat massa nu precies is. De spanning wordt opgevoerd, maar, helaas, deze metafysische vragen vallen buiten het domein van de experimentele natuurwetenschappen. Indien het antwoord op de vraag wat massa nu precies is, gegeven wordt in termen van een "Higgs-deeltje' zal dit namelijk meteen de nieuwe vraag oproepen wat een "Higgs-deeltje' nu precies is. En zo voort.

Het is gevaarlijk om zelfs maar de indruk te wekken dat de natuurkunde het antwoord op deze vragen zou kunnen geven. Het onderzoek met deeltjesversnellers is fundamenteel wetenschappelijk onderzoek. Punt uit. Het zou beneden de waardigheid van de deeltjesfysica moeten zijn om maatschappelijke affectie te veroveren met metafysische poespas. Het is jammer dat dit besef niet is doorgedrongen bij sommige deeltjesfysici. Deze laatsten spannen zoveel mogelijk de journalisten voor hun karretje. Beekman is hun zoveelste slachtoffer.

Naschrift

De aanleiding voor het schrijven van het artikel was de signalering dat het Higgs-mechanisme in de huidige deeltjesfysica een hot item is.

Omdat zaken die te maken hebben met de fundamenten van de fysica, wat het Higgs-mechanisme schijnt te doen, niet met gewone taal is te beschrijven, moet men wel zijn toevlucht nemen tot vereenvoudigingen en analogieën. Voor de echte fouten mijn excuses.

Bij nalezen van het artikel is mij niet gebleken dat ik "telkens' de theoretische hoge-energiefysica "vermengd' heb met de kosmologie. Ik vergelijk enkele malen situaties van extreem hoge energiedichtheden met de situatie kort na het ontstaan van het heelal. Overigens bewegen fysici en kosmologen zich steeds meer op elkaars terrein. Dat moge onder andere blijken uit het in 1988 in Amsterdam opgerichte Centrum voor Hoge-Energie en Astro-Fysica (CHEAF) en de recente verschijning van het nieuwe vaktijdschrift Astroparticle Physics.

Lagendijk heeft gelijk met zijn opmerking dat ten onrechte de indruk wordt gewekt dat de natuurkunde uiteindelijk het antwoord zou kunnen geven op de vraag wat massa is.

George Beekman