'Als die ene vent er niet is, lukt niks'; De wetenschappelijke levens van Jacob Kistemaker

Jacob Kistemaker zal de geschiedenis ingaan als de vader van de ultracentrifuge. Tegenwoordig bestudeert hij de astronomie van de oude Chinezen. 'Ik ben als de dood professional te worden.'

IN ZIJN WERKKAMER op het Amolf, het instituut voor atoom- en molecuulfysica in de Amsterdamse Watergraafsmeer, verwisselt prof.dr. Jacob Kistemaker (1917) zijn tijdloze colbert voor een linnen laboratoriumjas. “Die jas heb ik mijn leven lang aangehad, in het Kamerlingh Onneslaboratorium, bij Niels Bohr in Kopenhagen, in het GEB-gebouw aan de Hoogte Kadijk, altijd. In de jaren zestig is het een rariteit geworden maar daar trek ik me niks van aan. Wanneer ik mijn witte jas niet draag, ben ik een ander mens, voel ik me buitenstaander. Hetzelfde had ik als ik in '36-'37 mijn beenwindsels, puttees, omwond en van gewoon burger soldaat werd. Noem het de mimiek die bij het toneelspel van het leven hoort.”

Iedere dag rijdt Jaap Kistemaker van Bilthoven naar Amsterdam, nog altijd is hij wetenschappelijk actief. 'Jij kunt op Amolf blijven tot aan je dood', zei leerling Frans Saris toen hij in 1986 directeur werd. Ook na zijn pensionering (in 1982) geniet Kistemaker de volledige faciliteiten van het instituut dat hij in de jaren vijftig oprichtte: “Als ik ze vraag Peking voor me te bellen, doen ze dat”. Hij voelt zich niet bevoorrecht, beschouwt zijn positie als een recht. “Om mensen van 55 de VUT in te duwen vind ik schandelijk, daar kan ik niet over uit. Een waanzinnige verspilling is het, al die mensen die tegenwoordig 80 of ouder worden en door willen gaan maak je doodongelukkig, dit loopt vast.”

Komend voorjaar publiceert Kistemaker bij E.J. Brill het boek The Chinese sky during the Han, samen met zijn leerling Sun Xiaochun. Hij reconstrueert daarin de Chinese sterrenhemel ten tijde van de Han-dynastieën, de periode van 200 v.Chr. tot 200 n.Chr., en onderzoekt de namen van de oude sterrenbeelden tegen hun culturele achtergrond. “Een hele zoekerij in oude catalogi is dat geweest en hondsmoeilijke filologie”, zegt Kistemaker. “Ik bezit een dossier met de vreselijkste brieven van sinologen. Je moet altijd luisteren, hoe meer ze aan te merken hebben, hoe meer ik leer. Maar ze missen de openheid, de nieuwsgierigheid die bèta's kenmerkt. Ze verlenen medewerking, samenwerken gaat niet.”

Kistemaker: “In 1982 kreeg ik in Peking van de directeur van het oude sterrenkundig observatorium een historische Sterrenatlas. De man had er dertig jaar aan gewerkt en vroeg me het document in het Westen te publiceren. Ik ben amateurastronoom en raakte geïntrigeerd. Weer op Amolf haalde ik er een jongen uit Mantsjoerije bij, een theoretisch fysicus die hier toen werkte. 'Wat staat daar?' wees ik hem een Chinees karakter op een kaart. Hij wist het niet. Maar ik hield aan en het bleek dat sommige namen van oude Chinese sterrenbeelden correspondeerden met die binnen de Griekse cultuur. Opeens was hij geïnteresseerd. In drie weken kwamen we met een eerste vertaling. Wel moest ik beloven dat ik in China nooit over zijn hulp zou beginnen, het zou hem in grote moeilijkheden brengen. Ook daar heb je je als fysicus niet met de humaniora te bemoeien.

AMATEUR

“Peking stuurde een astronoom om poolshoogte te nemen maar pas in 1990 daagde er echte hulp. Wang Zhongli, in 1982 bij mij gepromoveerd en in China inmiddels een machtig man, kwam op Amolf langs en besloot me te helpen. Hij kende in Peking de weg en overtuigde wetenschapshistorici van het belang van mijn onderzoek. Januari 1992 stuurden ze me Sun Xiaochun, een astrofysicus die zich in de oude Chinese sterrenkunde wilde specialiseren. Eerst kon hij geen ster vinden, drie weken later kende hij de atlas uit zijn hoofd en weer zes weken later maakte hij op de computer de eerste Han-kaarten. Briljant. December 1993 is Sun bij mij en Bo Shuren gepromoveerd, aan de Academia Sinica in Peking. Een volgend boek ligt in het verschiet.

“Mijn levenshouding is: ik ben amateur, in alle dingen die ik gedaan heb. Ik ben als de dood om professional te worden. Als je professional bent, ben je een perfectionist, iemand die het steeds beter probeert te doen. Ik ben nieuwsgierig, ik ben een generalist die wil weten wat er om de hoek zit. Niet hoe ik alles op kan poetsen. 't Is me voldoende te weten dat anderen weten hoe dat moet.

“Daarom: ik hou van gekke dingen. In de kelders van dit instituut heb ik parapsychologische experimenten gedaan. Toen een medium op een sessie eens een naam uit mijn hersenen had getrokken, had ik het onomstotelijke bewijs dat telepathie bestaat. Ik lig vaker dwars. Zo geloof ik niet in de Big Bang, het is hoogmoedig te denken dat het licht na een reis van tien miljard lichtjaar niet vermoeid raakt. Ik heb op Amolf ook aan plasmafysica gedaan, ik weet uit experimenten dat licht bij interactie met vrije elektronen roder wordt. Astronomen geloven dat niet.”

EEUWIG DANKBAAR

Jaap Kistemaker komt uit Kolhorn, een dorp in de kop van Noord-Holland. Toen hij vijf was probeerde hij al kaarten van de maan te tekenen. De sterrenhemel fascineerde hem - buiten op het land, in een wereld zonder elektrisch licht, een natuurlijke houding. Na de dorpsschool doorliep hij in Alkmaar de hogere handelsschool. Hij is er zijn vader eeuwig dankbaar voor, het gaf hem ruggensteun in zijn latere leven als directeur van een groot wetenschappelijk instituut.

Kistemaker: “Toen ik vijftien was, wist ik dat ik astronoom wilde worden. Na de handelsschool heb ik me in één winter op de boerderij geprepareerd op het universitaire toelatingsexamen. Het was een absoluut willen. Mijn grote wegwijzer is Gerard Kuiper geweest, een van de briljantste astronomen in die tijd. Hij kwam uit het dorp naast me, uit Haringhuizen, en zat net in Chicago als directeur van het Yerkes-observatorium. Ik heb Kuiper een brief geschreven waarin ik vroeg hoe ik op die Leidse Sterrewacht kwam. Wist ik veel. Hij heeft me in een uitvoerig antwoord de weg gewezen. Herinner je altijd, besloot hij zijn brief, dat succes bepaald wordt door het product van intelligentie en doorzettingsvermogen.

“Al snel werd het natuurkunde. Astronomen bladerden de hele dag in wiskundige tafels en catalogi, altijd rekende je je suf op van die machientjes met draaiwieltjes. In het Kamerlingh Onneslaboratorium kreeg ik mijn onderwerp van Keesom, op het oog saaie thermometrie maar gaandeweg stuitte ik op leuke fysica. Toen in 1940 de rede van Cleveringa eraan zat te komen, heeft Keesom me in allerijl bij zich geroepen om af te studeren voor de universiteit dicht zou gaan. Op het Kamerlingh Onnes werd gewoon doorgewerkt, tegen de machtige directie kon niemand op. Wel liepen we in '44-'45 uit voorzorg wacht en sliepen tussen de apparatuur op britsen. Er gebeurde van alles aan verzetsactiviteit in het laboratorium, maar in oorlogstijd is het verstandig niet te veel te weten.

“De Haas, directeur van het laboratorium, stuurde me naar Parijs om bij het voor de Duitsers opererende octrooibedrijf Cellastic rond te kijken. Het was contraspionage. Voor de oorlog was De Haas hoofd van de Rijks Verdedigings Organisatie. In '44 is hij via Zwitserland naar Engeland ontsnapt, maar in Londen moesten vooringenomen Nederlandse regeringsbureaucraten niets van hem hebben. Ook Goudsmit, hoofd van de geallieerde Alsos-missie die de Duitse wetenschap in kaart bracht, is daar langsgeweest. Na de bevrijding heeft hij me bij Kramers thuis in Oegstgeest als een kwajongen afgeblaft, ik heb het hem nooit vergeven.”

ULTRACENTRIFUGE

Kistemaker gaat de geschiedenis in als de vader van de ultracentrifuge, “de meest geavanceerde industrie in Nederland, op wonderbaarlijke wijze uit dit laboratorium voortgekomen”. Het begon in 1945. Toen gaf Kramers, voorzitter van de ad hoc Commissie voor de Kernfysica, op een oktobermiddag Kistemaker, die de maand daarop bij hem zou promoveren, een geel boekje. Hij mocht het 24 uur inzien, er circuleerden in Nederland maar twee exemplaren die per speciale koerier uit Amerika waren aangeleverd. Dit Smyth Report beschreef op administratieve wijze, zonder veel technische details, de gang van zaken rond het Manhattan project: het vervaardigen in het diepste geheim van de eerste uranium- en plutoniumbom die Hiroshima en Nagasaki in de as legden.

Vier scheidingsmethodes noemt het rapport: de elektromagnetische, gasdiffusie, vloeistofdiffusie en de ultracentrifuge. De eerste techniek leek het meest haalbaar. Maart 1946 vertrok Kistemaker naar Kopenhagen om in het laboratorium van Niels Bohr de elektromagnetische isotopenscheiding af te kijken. Hierbij wordt uranium-235 uit natuurlijk uranium afgezonderd door het in een magnetisch veld een cirkelbaan te laten doorlopen: het zwaardere uranium-238 neemt de bocht ruimer. Kistemaker: “Ik heb daar negen maanden gezeten, toen kon ik het ook. Het idee was één schakel uit de kernenergieketen in handen te krijgen en voor het ontwikkelen van een eigen reactor was Nederland te klein.”

September 1949 betrok de isotopenscheidingsgroep een hal van de oude elektriciteitscentrale van het Amsterdamse Gemeentelijk Energiebedrijf aan de Hoogte Kadijk. Daar produceerde Kistemaker in 1953 de eerste milligrammen verrijkt uranium en doorbrak het Amerikaanse embargo. “Dat was een geweldige tijd. Binnen een half jaar kregen we in onze primitieve behuizing bezoek van Ernest Lawrence, Niels Bohr, Irène Curie, Sam Goudsmit, ze kwamen aanhollen. Ons werk leidde in 1955 tot het einde van de classification op zuivere isotopen en de manier om ze te scheiden. De Angelsaksische blokkade op wetenschappelijk onderzoek in de rest van de wereld was gebroken.”

Maar het belangrijkste moment in Kistemakers loopbaan was de novembermiddag in 1954 toen hij in Hamburg min of meer per ongeluk bij een colloquium van G. Herz binnenliep en over isotopenscheiding met centrifuges hoorde. “Hadden die Duitsers, die Moffen jegens wie we in '54 nog de grootste achterdocht koesterden en op wie we neerkeken, het gepresteerd om in de oorlog in Hamburg aan gascentrigufes te werken. Niet om er uranium mee te scheiden, maar het eenvoudige edelgas argon. Met verhalen naar de autoriteiten over kriegswichtig onderzoek belazerden ze de kluit om door te kunnen werken. Dat colloquium in Hamburg is een godsmirakel geweest, daar heb ik het idee opgepikt en de tijd was rijp. Ik kende de verrijkingsfabriek in Oak Ridge, gigantisch, overal stonden kilo's isotopen, geen sprake van dat wij daar met elektromagnetische machines tegen op konden. We moesten wat anders en de centrifuges boden een prachtkans.”

Belangrijk in de onderzoeksfase was het 'lekken' van de Oostenrijkse fysicus Gernot Zippe. In Russische krijgsgevangenschap had hij in Suchumi aan de Zwarte Zee in het geheim aan ultracentrifuges gewerkt. Drie weken na zijn vrijlating, aan het eind van een internationaal congres over isotopenscheiding in Amsterdam, stapte hij op Kistemaker toe: 'Ik moet je spreken'. De volgende morgen verklapte Zippe bij Kistemaker thuis het geheim van de Russisch-Duitse ultracentrifuge. Het maakte indruk: binnen een dag werd van de horizontale centrifuges met robuuste glijlagers overgestapt op fijnmechanische verticale trommels, draaiende op een taats. Voor de technici van Werkspoor, waar in de schuilkelders aan het project werd gewerkt, een salto mortale.

Kistemaker: “Het is mijn idiote persoonlijkheid - waar ikzelf ook iedere keer versteld van sta - die de doorslag heeft gegeven. Als ik me ergens voor inzet, krijg ik mijn zin. Zo is het de zeven jaar dat we research aan de ultracentrifuges deden steeds gegaan. Het is een raar vermogen, ik weet niet hoe het werkt. Nooit heb ik me laten overwinnen. Met KEMA-directeur Van Staveren, die een reactor wilde en alles dooddrukte, heb ik op leven en dood gevochten. Steeds kregen we voor een paar maanden geld en dreigde er ontslag voor mijn medewerkers. Pas in 1962 was de toekomst van de ultracentrifuge verzekerd en begon de ontwikkelfase in een eigen laboratorium in Duivendrecht, voor mij het moment me als projectleider terug te trekken. In Almelo staat nu een wonder, ook de Fransen - die voor gasdiffusie kozen - geven dat toe.”

OP DE RAILS

Trouw en vasthoudendheid, het zijn de bakens waar Kistemaker op koerst. “Gisteren heb ik een leerling aan een baan geholpen. Je mag die mensen na hun promotie niet loslaten. Vaak zijn het knappe, bruikbare lieden die alleen even op de rails gezet moeten worden en dan gáán ze. Ik ben een geboren manager. Het geheim van het succes van Amolf is ons arbeidsethos. Dictaten worden niet geaccepteerd, je moet als directeur bereid zijn te luisteren. Naar groepsleiders, naar jonge medewerkers of naar gasten van buiten, liefst bij een goede kop koffie. Mijn mensen zocht ik zelf uit, ik was op de hoogte. Als er een groepsleider wegviel, kon ik het zo overnemen. Dat geeft stabiliteit. Ook schermde ik mijn medewerkers af tegen invloed van buiten. Gerichte research heeft iets heiligs. Verstoor je het, dan kun je het vergeten. Als die ene vent er niet is, lukt niks.

“Ik ben een individualist, daarom houd ik niet van Amerika. In 1975 was er een wetenschappelijke conferentie in Riga. Bestonden die Amerikanen het de hele wereld tegen de Russen op te hitsen en over te halen van die conferentie weg te blijven, omdat de joden geen uitreisvisum kregen. Stonden die oude spectroscopisten, die er nooit uit hadden gemogen en eindelijk hun Westerse collega's dachten te zien, voor aap. Ik heb me er geen barst van aangetrokken en ben gegaan. Dit is wat ik tegen Amerikanen heb: ze zijn zo collectief onverdraagzaam. Als je in New Orleans aan de Mississippi op een bankje een sigaar opsteekt, begint een vrouwtje tien meter verderop in paniek te gillen: 'That man smokes a cigar!' Ongelofelijk.”

Het werken met studenten houdt Kistemaker vitaal. Altijd wandelde hij op Amolf bij zijn onderzoekers binnen, drukte ze een krijtje in handen en vroeg ze naar hun werk. Dat is nu minder. “Mijn leeftijd blokkeert mijn hersenen, ik wil meedenken en daar ben ik minder toe in staat. Ik begin het contact met de lopende fysica te verliezen, kan geen drie dingen meer tegelijk. Daar leg ik me bij neer, er zijn andere dingen die ik fantastisch vind. De oude Chinese astronomie is moeilijk genoeg.”

De post brengt een jaarverslag van een Duits instituut voor Atomforschung. Kistemaker trekt een kast open en bergt het weg. Op de deuren prijken foto's: Muir woods, de Andromeda-nevel, groepsportretten, Mars, Leiden. “Ik begin te vergeten, dat ergert me. Ik heb weinig met het verleden, van foto's word ik akelig en melancholiek. Liever blik ik vooruit, ik heb nog veel noten op mijn zang. Op het moment onderzoek ik de samenhang tussen de astronomische stelsels in Eurazië en hun betekenis voor de oorsprong van het alfabet. In februari houd ik er in de Koninklijke Akademie een voordracht over. Zeer veelomvattend, zeer complex. Neem de mythische afdaling van het lam Gods naar de aarde, tot heil van de mens. Dat is ook een astronomisch gebeuren dat zich op een kaart laat aanwijzen. Maar hoe moet je dat allemaal vertellen, het is zoveel.”