Back to list All Articles Archives Search RSS Terug naar lijst Alle artikelen Archieven Zoek RSS

Tegenslag op tegenslag, maar dat is normaal

Tegenslag op tegenslag, maar dat is normaal

Photographer:Fotograaf:

Joey Roberts

‘Mislukkingen’ in de wetenschap

Chique congressen, gepolijste presentaties en glossy tijdschriften. De wereld van de wetenschap lijkt één groot succesverhaal. Lijkt, want de werkelijkheid is natuurlijk anders. In deze serie zoekt Observant naar de misstappen, de tegenslagen, de vergissingen, de onverwachte wendingen. Want ook dat, of misschien juistdat, is wetenschap. Vandaag: Marcel Merk, hoogleraar deeltjesfysica.

Vanaf de jaren negentig woont hij in Amsterdam en werkt hij bij het Nikhef, het nationale instituut voor subatomaire fysica. Maar sinds januari 2020 heeft Marcel Merk, van wie de wieg in 1964 op de Scharnerweg stond, een appartement in Maastricht. Sinds een jaar is hij namelijk voor de helft van de week hoogleraar deeltjesfysica bij de Faculteit Science and Engineering.

Hij beleeft spannende tijden, zegt hij. Een dezer weken worden de resultaten onthuld van een experiment, waar ook de UM aan mee heeft gewerkt. “Hoe spannend? Mijn loopbaan kent twee hoogtepunten. Het eerste was in 1993, toen we ontdekten dat van elk deeltje, van elk fundamenteel bouwsteentje van de natuur, drie kopieën bestaan. En het tweede is dus het experiment dat nu op zijn eind loopt.”

Al kunnen de resultaten natuurlijk tegenvallen, maar daarover straks meer.

Heilige graal

Merk houdt zich al zijn leven lang bezig met het raadsel van de verdwenen antimaterie. Bij botsingen in de versneller in Genève zien onderzoekers dat elk deeltje een identieke tegenhanger kent met een tegenstelde elektrische lading. Voor elk proton bestaat er dus een anti-proton, voor elk elektron een anti-elektron. Ook tijdens de oerknal moeten deze anti-deeltjes ofwel antimaterie zijn ontstaan, maar de grote vraag is: waarom zien we daar niets van terug in het heelal? Waar zijn die anti-atomen gebleven?

Het is maar goed dat ze er niet zijn, zegt Merk, want materie en antimaterie heffen elkaar op en verdwijnen in een plof energie. Dan zou er dus geen universum zijn. Kennelijk hebben de deeltjes en de anti-deeltjes elkaar dus niet opgeheven tijdens de oerknal, waarschijnlijk zijn ze niet helemaal identiek en gedragen ze zich toch een tikje anders. Die afwijking aantonen in een experiment, dat is op dit moment de heilige graal van de deeltjesfysica.

Software-jongens

Dat experimenteren verloopt in deze tak van sport anders dan in de gedragswetenschappen. Doen psychologen elk jaar wel een paar experimenten, natuurkundigen zijn vele jaren bezig met één en dezelfde meting. En niet in hun eentje maar met tientallen universiteiten samen. 

De kiem van het opwindende experiment waar Merk naar uitziet, is gelegd in 1995. “We zijn toen met dertig universiteiten bijeengekomen om een detector te ontwerpen die zich het beste leent voor onze metingen. Die bijeenkomsten vonden plaats in Genève. Daarna is elke universiteit een onderdeel van de detector gaan bouwen en testen. Dat heeft een jaar of tien geduurd.”

Dat neemt zoveel tijd in beslag omdat in deze fase de ene tegenslag de andere opvolgt. “De werkelijkheid blijkt taaier dan je denkt. Het is altijd meer werk, het is altijd ingewikkelder en tijdrovender. Dat weet je ergens wel, maar toch baal je daarvan. De detector neemt bijvoorbeeld de deeltjes die door de versneller vliegen, minder precies waar dan je wilt.” Tegelijkertijd ontwerpen de “software-jongens” programma’s die de vlucht van de deeltjes zo goed mogelijk kunnen reconstrueren. “Hiermee zijn ook tientallen technici jaren bezig.”  

Faliekant mis

Dan kan er een nieuwe kink in de kabel komen, want elke universiteit moet in eigen land subsidie regelen. “Wij hebben vijf miljoen aangevraagd bij FOM (Fundamenteel Onderzoek der Materie), nu onderdeel van NWO. En ja, ons voorstel is gehonoreerd. Lukt dat niet, wat met enige regelmaat gebeurt, dan moet je het een jaar later nog een keer proberen. Over het algemeen komt het bij dit soort grote projecten vaak wel goed omdat die vergezeld gaan van lobbywerk, zoals nu ook gebeurt met de Einstein Telescoop.” 

Met de benodigde duiten op zak verzamelden zich toen tientallen ingenieurs en technici uit alle landen om de detector in de ondergrondse tunnel van CERN in te bouwen. Maar in 2008 ging het faliekant mis. Net voordat het experiment zou gaan draaien, schoten tientallen supergeleidende magneten - elk 15 meter lang – met een enorme klap los in de tunnel. Een menselijke fout, die een jaar vertraging opleverde.

Merk: “Aanvankelijk is dat schrikken, maar wij hebben de tijd benut om sommige detectoronderdelen nog eens extra te testen. Al met al hebben we eerder profijt dan nadeel gehad van het ongeluk.”

Ernstige scheur

In 2010 is de deeltjesversneller weer opgestart en is het experiment hervat. Twee jaar later kwam het resultaat: de onderzoekers signaleerden daadwerkelijk een afwijking, maar die was niet groot genoeg om de oerknal te verklaren, zegt Merk. 

Een teleurstelling, maar goed, sindsdien is de detector nog verder verbeterd en hebben de Maastrichtse postdoc Jacco de Vries en Nikhef-promovenda Silvia Ferreres een berg nieuwe data geanalyseerd. En die zullen de komende weken aan het licht komen. “Het onderzoek verloopt ‘blind’, wat wil zeggen dat onderzoekers geen tussentijdse blik op het resultaat kunnen werpen. Het is voor iedereen een grote verrassing.”

Als blijkt dat deeltjes en antideeltjes zich inderdaad anders gedragen, heeft dat ook consequenties voor de overkoepelende natuurkundige theorie. Dit zogeheten standaardmodel, dat sinds de jaren zeventig trouwens al barsten vertoont, beschrijft onder meer de belangrijkste natuurkrachten. 

“Een fikse afwijking tussen materie en antimaterie zou een ernstige scheur veroorzaken. En tegelijk ruimte bieden voor nieuwe ideeën. In de internationale vakkringen zal dat groot nieuws zijn.”

Zes plankjes

Merk krijgt dan ook altijd de vraag: wat schiet de wereld hiermee op? “In zekere zin niets, het leidt in ieder geval niet tot een concrete toepassing. Dat is ook niet de insteek. Wat wij doen is morrelen aan de fundamenten van de natuurkunde. Dat is iets waar ik in mijn hoofd elke dag mee bezig ben. En mochten we zo dadelijk een grote bijdrage leveren aan het begrip van het universum, dan is mijn leven geslaagd, dan kan ik met gerust hart tussen zes plankjes.”

 

Tijdschrift voor ‘mislukte’ wetenschap

In de wetenschap gaat een hoop mis. Natuurlijk, dat gebeurt overal, maar waarom komen de mislukkingen, tegenslagen of doodlopende wegen in het onderzoek zelden aan het licht? Komt dat door de enorme druk op wetenschappers om te scoren? Is falen daarom een taboe? 

“We hebben onrealistische verwachtingen van wetenschappers”, zegt recent afgestudeerd wetenschapshistoricus Martijn van der Meer. “Als het wat normaler zou zijn om te falen in de wetenschap, zou het werkklimaat meteen een stuk gezonder en prettiger zijn.”

Van der Meer is een van de Utrechtse masterstudenten die het Journal of Trial and Error (JOTE) hebben opgericht. Het is een open-access tijdschrift dat negatieve, niet-significante resultaten omarmt in plaats van schuwt. 

Het tijdschrift, dat in november voor het eerst verscheen, is er niet om sloppy science te verheerlijken, zegt Van der Meer. Papers waarvan de statistiek niet klopt of de data niet goed zijn verzameld, of die gewoon rommelig zijn geschreven, worden afgewezen. Alle artikelen ondergaan een strenge peer-review en verschijnen eerst online in ‘preprint’.

Met het aanbod van artikelen loopt het nog geen storm. “Er ligt meer dan genoeg in de ladekasten”, vermoedt Van der Meer, “maar mensen moeten wel durven. Mogelijk zijn sommigen bang dat een publicatie in een tijdschrift voor ‘mislukte’ wetenschap niet goed staat op hun cv.” En dat is precies het probleem dat JOTE wil aankaarten. (HOP)

Categories:Categorieën:

CommentsReacties

There are currently no comments.Er zijn geen reacties.

Post a Comment

Laat een reactie achter

Door een reactie te plaatsen gaat u akkoord met de verwerking van de ingevulde gegevens door Observant.
Voor meer informatie: Privacyverklaring
By responding, you agree to send the entered data to Observant.
For more info: Privacy statement

Naam (verplicht)

E-mail (verplicht)