Nobele Heren

In 1954 deelden Max Born en Walther Bothe de Nobelprijs voor uiteenliggend werk, dat beide van groot belang was voor de ontwikkeling van de quantumfysica. In dit eerste deel van de aflevering focussen de Nobele Heren op Born, die de prijs ontving voor zijn fundamentele onderzoek naar quantummechanica, met name voor zijn statistische interpretatie van de golffunctie.

Bij Luuk gaat een belletje rinkelen: hebben we het niet al vaker over Born gehad? Dat klopt, maar de natuurkunde-grootmeester moest lang op zijn erkenning wachten. Een gesprek over een gevoel van onrechtvaardigheid, het gevaar van absolute zekerheid en Dame Olivia Newton-John. 

Stapel-aflevering! Tip: heb je al geluisterd naar aflevering 30 en 31? Die helpen bij het verhaal. 

In dit tweede deel duiken de Nobele Heren in het leven van de Nederlandse Caroline Bleeker, bouwer van de fasecontrastmicroscoop.

Bleeker richtte het Physisch Adviesbureau op, waarmee ze voorlichting gaf aan wetenschappelijke laboratoria in een tijd waarin deze haast uitsluitend door mannen bestierd werden. Later startte ze de Nederlandsche Optiek- en Instrumentenfabriek, ook wel NEDOPTIFA, dat internationaal bekend stond voor de productie van lenzen en microscopen. En ze was verzetsheld.

Kortom, Bleeker was een absolute baas. Een gesprek over het patriarchaat, het Arbeidsverbod voor gehuwde vrouwen en haar keuze om daarom niet te trouwen. 

Wist je dat levende cellen onder een normale microscoop niet te zien zijn? Toch lukt dat nu wel, dankzij de fasecontrastmicroscoop. In 1953 won Frits Zernike de Nobelprijs voor zijn uitvinding van deze microscoop en de demonstratie van de fasecontrastmethode.

Al was hij niet degene die het ding daadwerkelijk bouwde. Dat was Caroline Bleeker, een vrouw, en zoals veel vaker is gebeurd heeft de geschiedschrijving haar een stuk minder goed onthouden. Daarom delen de Nobere Heren deze aflevering op in twee delen. Deel 1 focust op Zernike en deel 2 op Bleeker.

In deze aflevering legt Ruben aan Luuk uit wat fasecontrast is, en hoe het onzichtbare cellen zichtbaar maakt. Een gesprek over licht, twee kleine ringetjes en hele trage vernieuwing. 

Sommige atomaire deeltjes gedragen zich als piepkleine magneetjes. Door daarmee te klooien, kun je best veel te weten komen over waar een materiaal uit bestaat. Maar dan moet je het wel heel precies kunnen doen. 

In 1952 ging de Nobelprijs naar Felix Bloch en E.M. Purcell voor hun ontwikkeling van nieuwe methoden voor nucleaire magnetische precisiemetingen en de daarmee gemaakte ontdekkingen. Nu kennen we deze techniek onder het acroniem NMR (Nuclear Magnetic Resonance). Ruben legt aan Luuk uit wat dat is. Een gesprek over kernspinresonantie, nét niet neutrale neutronen en hoe we de Melkweg vastleggen. 

Stapel-aflevering! Tip: heb je al geluisterd naar aflevering 37 en 38? Deze helpen bij het verhaal. 

De Nobele Heren hebben het al meermaals over gespleten atomen, atoombommen en kernreactoren gehad. Toch zetten ze voor de Nobelprijzen-geschiedenis een stapje terug.

In 1951 ging de Nobelprijs naar John Cockcroft en Ernest Walton voor hun pionierwerk naar de transmutatie van atoomkernen door artificieel versnelde atomaire deeltjes. In andere woorden, ze waren pioniers die werkten aan deeltjesversnellers. Daarmee wisten ze als allereerste om een atoomkern artificieel te splijten. Ruben neemt Luuk mee door het kleurrijke verhaal van hoe dat tot stand kwam. Een gesprek over quantumsprongen, een boze Rutherford en rommelige laboratoria. 

Stapel-aflevering! Tip: heb je al geluisterd naar aflevering 36? Deze helpt bij het verhaal. 

Zodra Yukawa het meson theoretisch had voorspeld, gingen anderen er in experimenten naar op zoek. Het was Cecil Powell die het belangrijke deeltje volwaardig aantoonde. In 1950 ontving hij daarom de Nobelprijs 'voor zijn ontwikkeling van de fotografische methode om nucleaire processen te bestuderen en zijn ontdekking hiermee van het meson.' Luuk snapt alleen niet waarom die wetenschappers zo'n rare namen voor al die deeltjes uitkozen. Een gesprek over pi-mesonen, eerdere ontdekkers en een houten bankje. 

Stapel-aflevering! Tip: heb je al geluisterd naar aflevering 43? Deze helpt bij het verhaal. 

Wat is een kracht eigenlijk?

In 1949 ging de Nobelprijs naar Hideki Yukawa voor zijn voorspelling van het bestaan van mesonen, op basis van zijn theoretisch werk aan kernkrachten. Ruben neemt Luuk mee doorheen de vier fundamentele krachten van de natuur. Een gesprek over ijsschaatsers, boodschapperdeeltjes en glasblazen. 

Hoe laat je een deeltje een selfie maken? In 1948 won Patrick Blackett de Nobelprijs voor zijn ontwikkeling van de Wilson nevelkamermethode, en voor de ontdekkingen die hij daarmee deed in het onderzoeksveld van kernfysica en kosmische straling. Een gesprek over een bevestigde camera, paarproductie en een vergiftigde appel.

Stapel-aflevering! Tip: heb je al geluisterd naar aflevering 26 en 33 (Deel 1)? Deze helpen bij het verhaal. 

De Nobele Heren begeven zich in hogere sferen. In 1947 won Edward Appleton de Nobelprijs voor zijn onderzoek naar de natuurkundige eigenschappen van de hogere atmosfeer, en met name voor zijn ontdekking van de zogeheten Appleton-laag. Ruben neemt Luuk mee naar de ionosfeer. Een gesprek over weerkaatste radiogolven, vrije elektronen en radar.  

In 1946 ging de Nobelprijs naar Percy Bridgman voor zijn uitvinding van een apparaat dat extreem hoge druk kan produceren, en voor de ontdekkingen die hij daarmee deed. Hij bereikte zelfs drukken die overeenkomen met de druk in de kern van de aarde. Een gesprek over diamanten, druk en hulp bij euthanasie. 

Let op: In deze aflevering komt zelfdoding ter sprake. Denk jij aan zelfdoding of maak je je zorgen om iemand? Praat erover. Bel anoniem met 113 of chat via 113 Zelfmoordpreventie. 

De Oostenrijkse natuurkundige Wolfgang Pauli werd door tijdgenoten ook wel het 'geweten van de wetenschap' genoemd. In 1945 won hij de Nobelprijs voor zijn ontdekking van het Uitsluitingsprincipe. Ruben legt aan Luuk uit wat dit principe inhoudt en waarom Pauli zo gerespecteerd was. Een gesprek over quantumgetallen, een uitgesproken persoonlijkheid en experimentele onkunde.  

Stapel-aflevering! Tip: heb je al geluisterd naar aflevering 2, 21 en 37? Deze helpen bij het verhaal. 

In 1944 kreeg Isidor Isaac Rabi de Nobelprijs voor zijn resonantiemethode om de magnetische eigenschappen van atoomkernen vast te leggen. De techniek zou leiden tot de ontwikkeling van MRI!

Rabi was voorstander van internationale samenwerkingen en een zeer bepalende stem in de oprichting van het Europese deeltjeslaboratorium CERN (held!). Maar hij geloofde niet dat vrouwen wetenschapper konden zijn (lul!). Een gesprek over wobbelende waterstofprotonen, patriarchale wetenschap en de veranderlijkheid van moraliteit. 

Stapel-aflevering! Tip: heb je al geluisterd naar aflevering 37? Deze helpt bij het verhaal.

In 1943 ontving Otto Stern de Nobelprijs voor zijn bijdrage aan de ontwikkeling van de moleculaire straalmethode en zijn ontdekking van het magnetisch moment van het proton.

Na lang afhouden kan Ruben er niet meer omheen. Het is tijd om één van de meest verwarrende concepten uit de quantumfysica uit te leggen: spin. Hoe kan iets om diens as draaien als het geen draaias heeft? Een gesprek over puntdeeltjes, een splitsende straal moleculen en tweewaardigheid. 

Ernest Lawrence ontving in 1939 de Nobelprijs voor zijn uitvinding en ontwikkeling van de cyclotron en de daarmee behaalde resultaten, met name artificiële radioactieve elementen. Ruben legt aan Luuk uit wat zo'n cyclotron voor ding is. Daarmee duiken de heren in de wereld van de deeltjesversnellers. Een gesprek over twee broers die een brug tussen natuurkunde en geneeskunde sloegen, uranium-isotopen en Big Science. 

In 1938 ging de Nobelprijs naar Enrico Fermi. Hij kreeg de prijs voor zijn demonstraties van het bestaan van nieuwe radioactieve elementen geproduceerd door neutronenbestraling, en voor zijn gerelateerde ontdekking van nucleaire reacties door trage neutronen. Zijn werk was cruciaal voor de ontwikkeling van kernreactoren, als ook de atoombom. Een gesprek over fermionen, kettingreacties, en hoe je een atoombom bouwt. 

Stapel-aflevering! Tip: heb je al geluisterd naar aflevering 32? Deze helpt bij het verhaal. 

In 1937 ontvingen Clinton Davisson en George Thomson de Nobelprijs voor hun experimentele ontdekking van de diffractie van elektronen door kristallen. Het brengt de Nobele Heren bij het hart van golf-deeltje-dualiteit en de 'magie' van quantumfysica. Is iets nog magisch als je weet hoe het werkt? Een gesprek over diffractiepatronen, interacties met de omgeving, en de kracht van pseudowetenschap. 

Stapel-aflevering! Tip: heb je al geluisterd naar aflevering 14, 15 en 28? Deze helpen bij het verhaal. [Zelf stapelen deze afleveringen ook weer door op eerdere afleveringen.] 

In dit tweede deel van de aflevering gaan de Nobele Heren in op Carl Anderson, ontdekker van het positron. Niet zomaar een deeltje, nee; een antideeltje. Ruben neemt Luuk mee in hoe sciencefiction de term 'antimaterie' vaak fout gebruikt. Een gesprek over Dan Brown, muonen in je kop en de PET-scan.  

Stapel-aflevering! Tip: heb je al geluisterd naar aflevering 26 en 31 (Deel 2)? Deze helpen bij het verhaal.

In 1936 wonnen Victor Hess en Carl Anderson gezamenlijk de Nobelprijs, doch voor twee afzonderlijke bijdragen aan de wetenschap. Daarom splitsen we het verhaal op in twee afleveringen.

In dit eerste deel komt Victor Hess aan bod, ontdekker van kosmische straling. Wat is dat voor straling? Een gesprek over alom aanwezige straling, ballonvluchten en rondzoevende deeltjes. 

In 1935 ging de Nobelprijs naar James Chadwick voor zijn ontdekking van het neutron. Dat was niet zonder gevolgen: het werk droeg later bij aan de ontwikkeling van de atoombom. Een gesprek over neutrale deeltjes, atoomsplijtingen en slaappillen.

In dit derde deel duiken de Nobele Heren in de Kopenhaagse interpretatie: de gevestigde uitleg over hoe we al die verwarrende quantummechanica kunnen interpreteren. Ruben neemt Luuk mee in de hevige intellectuele strijd die plaatsvond tussen Heisenberg en Schrödinger, en Bohr en Einstein. Een gesprek over een kat in een doos, de aard van de werkelijkheid en het al dan niet bestaan van vrije wil.

In dit tweede deel van het drieluik over grote doorbraken in de quantummechanica doorlopen de Nobele Heren het leven en werk van Paul Dirac.

Ruben voelt een grote genegenheid voor Dirac. De man was namelijk een pathologisch verlegen wiskundig rekenwonder die niet graag op de voorgrond trad. Ooit stelde Stephen Hawking dat Dirac in de twintigste eeuw (met uitzondering van Einstein) hoe dan ook 'meer heeft gedaan voor de ontwikkeling van de natuurkunde en het veranderen van ons plaatje van het universum dan wie ook.’ Zo wist Dirac de uiteenliggende matrix- en golfmechanica van Heisenberg en Schrödinger met elkaar te verenigen in een nog abstractere formulering. Een gesprek over antimaterie, verlammende verlegenheid en het ontwijken van publiciteit. 

De Nobele Heren zitten midden in de quantumfysica: in 1933 wonnen Erwin Schrödinger en Paul Dirac de Nobelprijs voor hun ontdekking van 'nieuwe productieve vormen van atoomtheorie'. In dit eerste deel van een drieluik doorspitten Ruben en Luuk een van die vormen: de golfvergelijking van Schrödinger.

Daarbij duiken ze in het lang geromantiseerde onconventionele leven van Schrödinger en de huidige aanwijzingen van door hem gepleegd seksueel misbruik. Een gesprek over golfmechanica, een ménage à trois en pedofilie. 

Stapel-aflevering! Tip: heb je al geluisterd naar aflevering 21 en 28? Deze helpen bij het verhaal. [Zelf stapelen deze afleveringen ook weer door op eerdere afleveringen.] 

In het tweede deel van deze aflevering duiken de Nobele Heren in een van de meest fascinerende implicaties van de quantummechanica: de onzekerheidsrelatie van Heisenberg.

Dit principe stelt dat het onmogelijk is om tegelijkertijd de positie en de snelheid van een deeltje, zoals een elektron, met perfecte precisie te bepalen. Dat leidde voor Heisenberg tot de verbijsterende bewering dat het gedrag van een deeltje pas tot stand komt wanneer we het observeren. Luuk en Ruben bespreken waarom een groot deel natuurkundigen dit voor waar aanneemt. Een gesprek over een vreemde vermenigvuldigingsregel, de invloed van een waarneming en wat dit voor onze realiteit betekent.

Heb je het over quantumfysica, dan heb je het onlosmakkelijk over quantummechanica. Voor de creatie van deze natuurkundige theorie ontving Werner Heisenberg in 1931 de Nobelprijs voor Natuurkunde, onder andere omdat de toepassing ervan leidde tot de ontdekking van allotrope vormen van waterstof. Ruben neemt Luuk mee in hoe deze theorie tot stand kwam. Een gesprek over achterlaten wat je niet kan zien, mysterieuze matrices en de onzekerheid rondom Heisenberg zelf.

Stapel-aflevering! Tip: heb je al geluisterd naar aflevering 21, 26 en 28? Deze helpen bij het verhaal. [Zelf stapelen deze afleveringen ook weer door op eerdere afleveringen.] 

We zijn aangekomen bij de eerste Aziatische winnaar van een Nobelprijs voor wetenschap: Sir Chandrasekhara Venkata Raman. In 1930 won hij de prijs voor zijn werk aan de verstrooiing van licht en voor de ontdekking van het naar hem genoemde Raman-effect. Ruben legt aan Luuk uit waarom dit effect zo belangrijk is voor de identificering van materialen. Een gesprek over botsend licht, Ramans obsessie met de Nobelprijs en waarom deze prijs een verkeerd beeld geeft van waardevol wetenschappelijk werk.

Stapel-aflevering! Tip: heb je al geluisterd naar aflevering 26? Deze helpt bij het verhaal. [Zelf stapelt deze aflevering ook weer door op eerdere afleveringen.] 

De Nobele Heren duiken in een nieuwe stap in de quantumfysica. In 1929 won Prins Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie de Nobelprijs voor zijn ontdekking van de golfkarakteristiek van elektronen. Daarmee toonde hij aan dat niet enkel golven zich als deeltjes kunnen gedragen, maar ook deeltjes zich als golf kunnen voordoen. Een gesprek over golf-deeltje-dualiteit, een materiegolf en waarom Ruben dit allemaal zo gaaf vindt.

Stapel-aflevering! Tip: heb je al geluisterd naar aflevering 20 (Deel 1), 21 en 26? Deze helpen bij het verhaal. [Zelf stapelen deze afleveringen ook weer door op eerdere afleveringen.] 

Als een metaaldraad door intense warmte gaat gloeien, raakt de lucht rondom de draad elektrisch geladen. In 1928 won Owen Willans Richardson de Nobelprijs voor zijn werk aan dit zogeheten thermionisch fenomeen, met name voor de ontdekking van de wet die naar hem genoemd is. Een gesprek over telefoonlijnen, de vacuümbuis en twaalf jaar hard werken. 

In 1927 werd de Nobelprijs gedeeld door Arthur Holly Compton voor zijn ontdekking van het naar hem genoemde effect, en Charles Thomson Rees Wilson voor zijn methode om de banen van elektrisch geladen deeltjes zichtbaar te maken met condensatie van nevel.

Ook wel: (1) Compton liet zien dat licht kan botsen op elektronen en (2) Wilson had een bak vol nevel ontworpen die dat proces in beeld bracht. Een gesprek over kaatsende lichtdeeltjes, een zuivere bak nevel en wetenschappelijke controverse. 

Stapel-aflevering! Tip: heb je al geluisterd naar aflevering 17 en 20 (Deel 1)? Deze helpen bij het verhaal.

Waar bestaan dingen uit? In 1926 won Jean Baptiste Perrin de Nobelprijs voor zijn werk aan de discontinue structuur van materie, met name voor zijn ontdekking van het sedimentatie-equilibrium. Dat zijn dure woorden voor: hij toonde met experimenten aan dat atomen bestaan, en bepaalde daarbij hoe groot ze zijn. Een gesprek over het kleinste bouwsteentje, en of deze uit nog meer bouwsteentjes kan bestaan. 

In 1925 wonnen James Franck en Gustav Hertz samen de Nobelprijs voor hun ontdekking van de wetten die de impact van een elektron op een atoom bepalen. In andere woorden, ze schoten met elektronen op atomen. Wat ze daarbij ontdekten, verstevigde onze kennis van het atoom. Een gesprek over elektronbombardementen, foute interpretaties en morele moed. 

Stapel-aflevering! Tip: heb je al geluisterd naar aflevering 11, 17 en 21? Die helpen bij het verhaal.