‘Ik wil knopen leggen in plasma’s’

Dirk Bouwmeester, Universiteit Leiden

Een beetje ongebruikelijk is het wel, erkent Spinozaprijswinnaar Dirk Bouwmeester, een onderzoeksgroep verdeeld over twee continenten. De natuurkundige pendelt zo’n zes, zeven keer per jaar heen en weer tussen de Universiteit Leiden en University of California, Santa Barbara. „Maar toch is het echt één groep met zo’n twintig medewerkers”, verzekert hij aan de telefoon, „bij groepsoverleg zien we de andere helft op Skype.”

Voordelen: Leiden heeft vanouds een prima ondersteuning voor experimenten bij extreem lage temperaturen, terwijl Santa Barbara faciliteiten heeft voor het maken van micro- en nanostructuren. Bouwmeesters specialisatie is quantumoptica, onderzoek naar licht en dan vooral het waarnemen van kleine aantallen fotonen of lichtdeeltjes, vaak bij lage temperaturen.

Wat gaat u met het geld doen?

„Ik had dit geen moment verwacht. Maar ik ben er heel blij mee, en ik kan het goed gebruiken voor een aantal onderzoeksprojecten voor de langere termijn. Een daarvan is het maken van knopen in plasma. In de theoretische beschrijving van licht of plasma zijn bepaalde structuren mogelijk met in elkaar grijpende lussen. De vraag is of je die echt kunt maken.”

Plasma’s zijn gassen van elektrisch geladen atomen. Ze komen voor in vlammen, in de zon, maar ook in kernfusiereactoren zoals ITER, in aanbouw in het Franse Cadarache. Het plasma wordt daarin honderden miljoenen graden. Het vasthouden van zoiets heets is een probleem op zich.

Bouwmeester: „Het lijkt erop dat je dat zou kunnen doen door het plasma in een soort knoop te leggen. Dat zou inherent veel stabieler zijn dan de oplossing van ITER, met extreem krachtige magneetvelden. Dat willen we nu gaan aantonen. We werken aan een prototype, maar voor zoiets heb je krachtige lasers nodig om plasma op te wekken. Daar is nu geld voor.”

Een ander project is pure quantummechanica. Kleine deeltjes als atomen of lichtdeeltjes kunnen in ‘superposities’ bestaan, waarbij ze zich bevinden in twee toestanden tegelijk.

„Maar de vraag is of dat ook kan met grotere objecten, zoals Schrödingers kat, die dood en levend tegelijk zou zijn. Misschien steekt de zwaartekracht daar wel een stokje voor. Wij willen proberen kleine spiegeltjes, macroscopische objecten dus, in een superpositie te brengen van wél en tegelijkertijd niet trillen.”

Als u met dit geld opnieuw mocht beginnen met uw loopbaan..

„Als beginnend wetenschapper ben ik postdoctoraal onderzoeker geweest bij de Britse theoretisch natuurkundige Roger Penrose. Dat heeft me enorm geïnspireerd en op het juiste pad gezet. Als beginnende wetenschapper heb je eerder zoiets nodig, denk ik, en ben je niet per se geholpen met veel geld. Bij het uitgeven daarvan leg je je vast op bepaalde plannen en verantwoordelijkheden.”

Hebt u nog gehoord van de Delftse quantumteleportatie?

„Ik was betrokken bij de eerste quantumteleportatie-experimenten in 1997, dus ik weet wel waar het over gaat. Wat zij hebben is een heel fraai systeem, en het werkt dus ook goed. Maar het zijn wel experimenten waar precies uitkomt wat de theorie voorspelt, je leert er niets nieuws mee over de quantummechanica. Ik zoek liever naar nieuwe natuurkunde.”