Nico Bloembergen (1920-2017): briljant met licht en lasers

Nico Bloembergen kreeg in 1981 de Nobelprijs voor zijn bijdrage aan de uitvinding van de laser. De briljante en verstrooide Nederlandse Amerikaan was ook een pionier op het gebied van fMRI.

Nico Bloembergen, bij een bezoek aan Amsterdam. Foto Cor Mulder

Nico Bloembergen won een Nobelprijs. Die voor natuurkunde, in 1981. Het hadden er ook twee kunnen zijn, vonden sommige collega’s. En eigenlijk was Bloembergen zelfs drie keer betrokken bij Nobelprijs-winnend onderzoek. Hijzelf maakte daar weinig woorden aan vuil: zijn werk moest voor zichzelf spreken, vond Bloembergen. Dinsdag overleed hij na een kort ziekbed in zijn woonplaats Tucson in de Amerikaanse staat Arizona, 97 jaar oud.

Dat werk spreekt inderdaad: de vondsten van Bloembergen liggen ten grondslag aan de MRI-scanners in ziekenhuizen, aan lasers en aan glasvezelcommunicatie - en dus snel internet. Dat de meeste Nederlanders toch zijn naam niet kennen, komt misschien doordat Bloembergen na de oorlog Nederland verruilde voor de Verenigde Staten. In 1958 werd hij Amerikaans staatsburger.

Echt geëmigreerd was hij volgens zijn oudste dochter overigens niet. Haar vader verruilde gewoon het ene lab voor het andere, zei ze ooit. Bloembergen, die niet van doceren hield, leerde ook nooit vloeiend Engels spreken. Hij stortte zich nu eenmaal het liefst op de natuurkunde.

Dat was al zo sinds hij in 1938 in Utrecht in het lab van de bevlogen Leonard Ornstein was gaan studeren. Dankzij hard werken kon Bloembergen nog net afstuderen - cum laude - voordat studenten in 1943 een loyaliteitsverklaring moesten tekenen. Ornstein was toen al door de Duitsers uit zijn functie gezet en overleden. Bloembergen bleef de rest van de oorlog op het lab werken; hij had een verklaring dat hij als assistent-brandweerman niet gemist kon worden.

Koningin Beatrix ontvangt vijf Nobelprijswinnaars op het paleis Huis ten Bosch, op 31 augustus 1983, met Nico Bloembergen geheel rechts. De ander nobelprijswinnaars zijn prof. Bergs (VS), prof. de Duve (België), prof. Weinberg (V.S.) en prof. Eigen (West-Duitsland) Foto Anp. Foto ANP

In de VS leverde hij vervolgens zijn eerste bijdrage aan Nobelprijs-winnend onderzoek. Het ging om het werk van Edward Purcell die op Harvard het verschijnsel ‘kernspinresonantie’ had waargenomen. Eerder had Nobelprijswinnaar Isidor Rabi laten zien dat atoomkernen als kleine tolletjes om hun as kunnen draaien – een verschijnsel dat kernspin wordt genoemd. Purcell had vervolgens gemeten dat een sterk magneetveld die kernspins in een vaste stof kan laten omklappen (de atoomkernen gaan dan in tegengestelde richting tollen) én dat die spins daarna terug klappen (de kernen tollen weer in hun oorspronkelijke richting) onder het uitzenden van straling met een karakteristieke frequentie.

Dat verschijnsel zou de MRI-scanner voortbrengen. Maar destijds moest Purcell de meting eerst door herhaling bevestigen en dat lukte niet. Bloembergen bracht de meetopstelling op orde, maakte herhaling mogelijk en werkte met Purcell de onderliggende theorie uit. Het leverde Purcell een Nobelprijs op (in 1952) en het bracht Bloembergen een vaste aanstelling aan Harvard. Eerst promoveren was wel een vereiste, en dat deed Bloembergen uit praktische overwegingen in Leiden, waar hij bij Cornelis Gorter de kernspinresonantie verder uitdiepte.

NRC Handelsblad 22 december 1981. Nico Bloembergen heeft geen spijt dat hij naar de VS is gegaan: véél minder bureaucratie! @

Kleine vis in grote vijver

Daarna was hij alweer snel in de VS. Bloembergen was liever een kleine vis in een grote vijver (zoals Harvard waar hij omringd was door Nobelprijswinnaars), dan een grote vis in een kleine vijver (zoals Nederland), zo schreef zijn biograaf Rob Herber. Prettig was ook dat goede onderzoekers in die jaren met een enkel A4-tje grote sommen onderzoeksgeld van het Amerikaanse ministerie van Defensie konden binnen slepen.

Bloembergen kwam uit een competitief gezin en was zelf ook heel competitief, zeggen mensen uit zijn omgeving: zowel in het lab als wanneer hij skiede (tot zijn tachtigste), zeilde of tenniste (tot zijn 95ste). Hij was ook gedisciplineerd: elke avond verliet hij het lab om zes uur om thuis met zijn vrouw en drie kinderen te eten. Maar bovenal was hij briljant. Op Harvard werkte hij aan de maser, een apparaat dat microgolven versterkt. Bloembergens ‘drietrapsmechanisme’ maakte de stap naar de laser eenvoudiger en zit in vrijwel alle huidige lasers – al viel de Nobelprijs voor maser en laser in 1964 drie andere onderzoekers toe.

De Nobelprijs die hij in 1981 wél kreeg, bekroonde ander werk aan lasers: zijn niet-lineaire optica. Dat werk - wouden van formules die laten zien wat er gebeurt als je goochelt met heel intens laserlicht – bleek cruciaal voor glasvezelcommunicatie (en daarmee voor razendsnelle data-uitwisseling via internet).

Nico Bloembergen. Foto ANP

Starwars-plannen

Later in de jaren tachtig maakte de apolitieke Bloembergen in de VS ook furore als co-voorzitter – naast Kumar Patel van Bell Labs - van de wetenschappelijke studiegroep die de Star-Warsplannen van president Ronald Reagan de grond in boorde. Zo’n ruimteschild dat vijandelijke kernraketten moest afweren met lasers en ander vernuft, was onrealistisch, constateerde de werkgroep eind jaren tachtig. Het typeerde de rechtlijnige Bloembergen dat hij niet begreep dat sommige wetenschappers na het vaststellen van de wetenschappelijke en technologische feiten toch het project verdedigden.

De jaren na zijn pensioen woonde Bloembergen in Arizona, met zijn vrouw Deli die in Nederlands-Indië was opgegroeid. Een warmer oord had hij haar beloofd. In zijn werkkamer aan de universiteit van Arizona bleef hij even toegewijd aan zijn vak als altijd, en even verstrooid. ‘Dag Sjoerd’, zei hij toen hij zijn neef Jaap bij het busstation afzette. Het werd hem vergeven want hij was aardig en integer, zeggen mensen om hem heen. Bloembergen laat zijn vrouw, twee dochters, een zoon en twee kleinkinderen achter.