INTERVIEW WITH AUKE-PIETER COLIJN, 10/01/18, NIKHEF, AMSTERDAM

Vóór de opname leg ik uit waar mijn scriptie over gaat

Colijn (C): Ik heb helemaal geen gedachten, ben een hele simpele ziel als het komt op natuurkunde

Waaruit blijkt dat?

C: Waar gaat natuurkunde om voor mij? Dat is beschrijven en begrijpen van de natuur. Maar één manier om er achter te komen hoe de natuur werkt, volgens mij, en dat is de wetenschappelijke methode, waar je hypothese toetst in het lab. Na- tuurkunde is één van de wetenschappen die helemaal in het lab ontwikkeld is sa- men met theoretische natuurkunde. Het komt eigenlijk niet voor dat je in je kan- toor kan bedenken hoe de natuur zou moeten werken, dan zit je er meestal naast. Een natuurkunde zonder experimentele feiten, dat is dus een feit voor mij, als je iets meet, is geen natuurkunde.

Dus snaartheorie is een lastig geval denk ik dan?

C: Nee hoor, is helemaal geen lastig geval, is heel nuttig werk. Op het ogenblik denk ik niet dat het een natuurkundige theorie is in de zin van quantummechanica en relativiteitstheorie. Volgens mij komen er geen eenduidige voorspellingen uit, van als jij dit experiment gaat doen, in jouw lab, dan ga je dit meten.

Dus die meting, dat is het feit, en die komt aan het einde?

C: Dat die meting aan het einde komt is lang niet altijd het geval. Als je kijkt naar de 19e _{eeuw, mensen als Faraday, die speelden in het lab. Die speelden met magneet-}

jes, elektriciteit en die ontdekten, zonder dat ze de theorie nog voor handen had- den, hoe de natuur werkt. Theoretici bestonden toen nog niet, ook natuurkunde als aparte tak niet. Die mensen bestudeerden toen nog veel meer dingen tegelijkertijd, die superspecialisatie is pas van de laatste 50, 100 jaar.

Ja, eind 19e _{eeuw begonnen.}

C: Door te spelen maak je feiten die je achteraf moest verklaren. Nu heb je ook soms theorieën die je kan toetsen, die voorspellingen doen, dat is ook goed. De feiten zijn uiteindelijk de metingen.

Dus als je kijkt naar het Higgs-boson, dat is natuurlijk in de jaren 60 voorspeld, toen 50 jaar later is het echt ontdekt, was het toen pas een feit?

44

C: Het was tot dan een hypothese, die een feit is geworden door de meting.

Is een feit dan ook eeuwig?

C: Het zou kunnen zijn dat je aan de meting uiteindelijk een andere interpretatie moet geven. Het kan zijn dat de theorie fout is, en dat je een andere theorie moet hebben die dezelfde dingen kan beschrijven. Maar de piek die je ziet, in bepaalde spectra, die blijft, dat is een feit.

Dus die piek, dat is een feit, en de interpretatie is dat wij nu zeggen dat is het Higgs-boson?

C: Ja, en we geloven dat is het Higgs-boson, dat past bij al het bewijs dat er omheen zit, past als een stuk in de puzzel. Het is niet een alleenstaand feit, een alleenstaand iets. Het is een verzameling van bewijs, een verzameling van bewijs leidt ons dat wij nu geloven dat het Higgs-deeltje bestaat, dat is een experimenteel feit.

En als je dan experimenten en theorie hebt, die lopen soms door elkaar. Is het nog steeds zo dat, net als in de tijd van Faraday, er nu mensen zijn die zeggen ‘laten we gewoon gaan spelen en we kijken wat eruit komt?

C: Nou nee, je hebt soms… we hebben een klein experimentje hier ook staan, waarbij we onverwachte gekke effecten krijgen. In dit geval gaat het om radioacti- viteit. Je weet, radioactief verval gaat als een exponent en er zijn op een gegeven moment mensen geweest die claimen dat daar een seizoenseffect in zit en dat zou een grote ontdekking zijn. Dat is niet iets waar we vooraf een theorie over hadden. Ik denk niet dat het waar is trouwens, maar zou zomaar kunnen.

Zwaartekrachtsgolven waren ook niet een onverwachte ontdekking, maar wat wel onverwacht was, was dat we veel grotere zwarte gaten hebben ontdekt die botsten dan we tot nu toe uit de theorie hadden vermoed. Dus dat was wel een grote ont- dekking.

Dus dat de zwaartekrachtsgolven nu gemeten zijn, die metingen zijn dus nu een feit?

C: Ja, jazeker

Zijn dan ook die mega zwarte gaten een feit? Want die zijn indirect afgeleid uit de metingen van de zwaartekrachtsgolven.

C: Ja, die zwaartekrachtsgolf gedraagt zich in alles, dat het afkomt van twee zware objecten die op elkaar zijn geknald, die zich gedroegen zoals we verwachten dat twee zwarte gaten zich zouden gedragen, dus het past heel mooi in het plaatje. Dus dan is het wel een experimenteel feit. Op een gegeven moment gaat het ook over geloof. Heb je genoeg bewijs om een bepaalde hypothese te geloven? Dan is het een feit.

45

C: Ja, ik denk dat dat wel een aardige omschrijving, in mijn simplistische wereld ziet het er zo uit.

Is het doel van wetenschap iets waar je wel eens over nadenkt?

C: Het doel is begrijpen hoe het werkt. Mijn echte doel is natuurlijk dat ik het leuk vind om te spelen, in het lab. Dingen te bouwen, te kijken of we de natuur te slim af kunnen zijn.

Je bent nu donkere materie aan het onderzoeken, in Italie. Is het extra spannend dat dat iets is waarvan het totaal onbekend is of het echt bestaat? Het volgt uit een theorie…

C: Het is inderdaad een hypothese, dat de schijnbaar missende materie in het heel- al wordt veroorzaakt door een nieuw deeltje. Een hypothese, en die kan waar zijn of niet waar zijn. Als hij waar is, is dat natuurlijk leuk, voor mij. Wat mooi werk is, is het bouwen van die apparatuur, vind ik zelf. Zonder dat kan je de natuur nooit te slim af zijn, ontfutsel je nooit de geheimen.

De metingen die je doet moet je dan dus ook echt uit de natuur trekken, is niet altijd direct gegeven?

C: Nou, soms wel.

We hebben het al even over onzekerheid gehad, en over dat als iets genoeg be- wezen is, dan nemen we het aan. Is daar een regel voor, bij jullie, wanneer jullie iets aannemen?

C: Voor individuele metingen is er een afspraak, dat is bij CERN 5 sigma afwijking hebt, dan spreek je van een ontdekking. Daar bedoelen we mee, je verwacht een bepaalde achtergrond, als je daar 5 standaarddeviaties van je achtergrond af zit, dan heb je een ontdekking gedaan. Zoiets. Daar zijn hele duidelijke afspraken over. Maar of je bereid bent te geloven in het standaard model zelf, als geheel, daar heb je heel veel bewijs voor. En toch geloven we dat er meer is, maar dat zijn allemaal hypothese.

Ivo van Vulpen, een collega van je, die heeft in een interview in de Groene Am- sterdammer gezegd: “Het standaard model is een hard uitgangspunt, alles wat je vindt moet daar inpassen.” Maar tegelijkertijd is dat standaard model ook een theorie die misschien ooit vervangen moet worden.

C: Misschien wel, maar als jij ooit een theorie gaat maken van de zwaartekracht, en dit bekertje dat ik nu laat vallen *laat bekertje vallen* valt daarin omhoog, dan weet je dat je theorie niet deugt. Je had natuurlijk de zwaartekrachtstheorie van Newton, de zwaartekrachtstheorie van Einstein, die reproduceert natuurlijk al dit soort resultaten feilloos, zonder deviatie. Die huidige theorie is in overeenstem- ming met alle observaties, die nieuwe theorie moet dat ook zijn. Het kan nooit zo

46

zijn, dat de nieuwe theorie niet in overeenstemming is met de observaties die je al gedaan hebt. Als dat zo is, betekent dat dus dat je nieuwe theorie niet deugt.

Is het dan ook zo dat theorieën altijd voortbouwen op elkaar?

C: Nee, dat hoeft niet. De GR is fundamenteel anders dan de zwaartekrachtstheorie van Newton. QM is fundamenteel anders dan de klassieke mechanica. Met klassie- ke mechanica kan je alle grote dingen die hier op aarde voorkomen goed omschrij- ven. In principe kan dat ook met QM, maar met QM kan je veel meer mee. KM houdt op als dingen heel klein worden, daar komt dan de QM. De reden dat we ooit met KM zijn gekomen, was dat we geen dingen zagen die heel klein waren.

Dus de grotere hoeveelheid van observaties die je hebt, die zorgen dan voor nieuwe theorieën?

C: Ja

Dus de feiten, die blijven altijd bestaan?

C; Ja

*Colijn maakt tekening van observaties en theorieën*

Is het doel van wetenschap, of is het een doel van wetenschap, om feiten te pro- duceren?

C: Feiten, dat is één ding, maar het gaat om kennis, uiteindelijk. Je hebt een hele- boel feiten, die het Standaard model maken, die hele overkoepelende ideeën, dat is waar we naar op zoek zijn, gebaseerd op feiten. Een feit is maar een onderdeel van het hele begrip. Echt de basis. Daar bouw je een heel netwerk omheen, een consistent geheel, waarmee je de natuur kan omschrijven, in het geval van natuur- kunde.

In het geval van donkere materie, daar zijn nog geen waarnemingen, volgens mij?

C: Jawel hoor, sommige mensen claimen het al gevonden te hebben, maar dat geloven we niet

Want dat is niet genoeg onderbouwd?

C: Er zijn metingen, die worden uitgesloten door andere observaties. We denken dat ze niet kloppen, kunnen nooit helemaal zeker zijn.

Stel, je bent op een gegeven moment lang onderzoek aan het doen, en je vindt geen feiten, is dat dan jammer?

C: Weet je, je kan een succesvol experiment doen, dat niets vindt. Zolang de expe- rimenten die ik doe maar goed zijn, vind ik het niet erg. Als de boel in de brand vliegt, dan is het niet leuk. Als we iets vinden, is dat heel mooi, als je niets vindt is dat natuurlijk jammer, maar wel het risico van het vak. Het zou natuurlijk heel leuk zijn om iets te vinden, maar als ik iets kan bijdragen is dat mooi.

47

B. INTERVIEW WITH IVO VAN VULPEN, 17/01/18, NIKHEF,