Waar is ons heelal uit opgebouwd?
Uit welke deeltjes is ons heelal opgebouwd? En hoe heeft het zich vanuit die deeltjes verder ontwikkeld? Die fundamentele vragen staan centraal binnen de NWA-route ‘Bouwstenen van materie en fundamenten van ruimte en tijd’. Ook Leidse onderzoekers werken hier aan mee, en hoogleraar Ionica Smeets is het boegbeeld van de route.
De NWA-route Bouwstenen draait om nieuwsgierigheidsgedreven onderzoek: op zoek naar de fundamentele natuurkundige, wiskundige en mogelijk filosofische wetten achter de werking van het heelal. Hiervoor combineren de wetenschappers theoretisch onderzoek met experimenten, waaronder het ontwikkelen van nieuwe meetinstrumenten. Daarnaast is de route gericht op het uitdragen van het onderzoek naar het grote publiek en het goed opleiden van de volgende generatie. Dat is ook de reden dat Ionica Smeets als hoogleraar Wetenschapscommunicatie aan de Universiteit Leiden het boegbeeld is. Daarnaast is Stan Bentvelsen – directeur van onderzoeksinstituut Nikhef en hoogleraar Natuurkunde aan de Universiteit van Amsterdam – trekker van de route.
Drie pijlers
Het onderzoek in de route is gebouwd op drie pijlers: de ontwikkeling van de Einstein Telescoop, het Dutch Institute for Emergent Phenomena (DIEP) en outreach. Met de Einstein Telescoop wil het onderzoeksconsortium zwaartekrachtgolven meten en bestuderen. De telescoop zou in Zuid-Limburg moeten komen, onder de grond. Daar is namelijk veel minder ‘ruis’ in de metingen dan boven de grond. Binnen DIEP gaan onderzoekers zich bezig houden met de wiskundige modellering van emergentie-verschijnselen. Emergentie is het fenomeen dat een groep of systeem een eigenschap vertoont die niet te verklaren is door de eigenschappen van de onderdelen van de groep. Bijvoorbeeld kleur: een individueel atoom heeft geen kleur, maar een (groot) aantal atomen bij elkaar, kan wel een zichtbare kleur opleveren. De derde pijler gaat om evidence-based wetenschapscommunicatie, en het zoeken naar manieren om meer kinderen en jongeren te motiveren voor de bèta-wetenschappen.
De natuur doorgronden
Op 25 mei kwamen alle onderzoekers die meewerken aan deze NWA-route bijeen in Utrecht. Een gemêleerd gezelschap: natuurkundigen, sterrenkundigen en wiskundigen, maar ook filosofen en onderwijskundigen. Toch ziet Bentvelsen wel een gemene deler in de groep. ‘Wat ons bindt, is onze fascinatie voor de natuur en het willen doorgronden hoe deze werkt.’ In januari kreeg de route een Startimpuls, waarmee de eerste projecten zijn gestart. De betrokken wetenschappers deelden in Utrecht hun voortgang met hun collega’s. Maar er werd vooral gesproken over de toekomst van de route, en welke aanknopingspunten er zijn voor nog meer interdisciplinair onderzoek.
Connecties tussen vakgebieden
‘Dat is een belangrijk aspect in het onderzoek voor de Nationale Wetenschapsagenda: dat er connecties worden gelegd tussen vakgebieden en met maatschappelijke partners,’ aldus Ionica Smeets in haar openingstoespraak. Maar voor deze route, misschien wel de meest academische route uit de Nationale Wetenschapsagenda, is dat nog niet zo gemakkelijk, erkende Smeets. ‘Het is in delen van ons veld gewoon om in je eentje te werken. Daarom moeten we nadrukkelijk op zoek naar connecties die we nog niet hebben gemaakt, maar wel kunnen maken.’ Deze dag met het gehele consortium bijeen leende zich gelukkig goed voor het opdoen van nieuwe ideeën voor samenwerking, zowel onderling als met partners van buiten de route. Zo betrekt één project hbo-opleidingen door studenten als stagiairs aan projecten mee te laten werken, een voorbeeld dat andere projecten kunnen volgen.
Startimpuls voor zwaartekracht
In haar openingstoespraak ging Smeets ook in op de selectie van de acht projecten die een deel van de Startimpuls hebben ontvangen. Die zijn zeer uiteenlopend qua vakgebied, maar hebben allemaal te maken met zwaartekracht. Zo doet de groep onder leiding van Alessandro Bertolini (Nikhef) seismisch onderzoek in Zuid-Limburg om te zien of op de gewenste locatie voor de Einstein-telescoop inderdaad weinig ruis in de metingen zal zitten. Gijs Nelemans (Radboud Universiteit) werkt aan een online toolbox waarmee onderzoekers simulaties kunnen uitvoeren wanneer zij nieuwe detectoren voor zwaartekrachtgolven willen ontwikkelen. En bij de Rijksuniversiteit Groningen ontwikkelen Klaus Jungmann en zijn team methodes om met lasers zwaartekracht te detecteren – en aardbevingen.
Basisschoolleerlingen enthousiasmeren
Pedro Russo (Universiteit Leiden) houdt zich bezig met het eerste outreach-onderzoeksproject van de route. In samenwerking met leraren van basisscholen gaat hij op zoek naar manieren om de beroepskeuze van 9- tot 12-jarigen te beïnvloeden. ‘Een doel van de Nationale Wetenschapsagenda is dat de studentenpopulatie in de bèta-wetenschappen in 2040 net zo divers is als onze samenleving,’ legt Russo uit. ‘Daarom moeten we basisschoolleerlingen van allerlei achtergronden al laten zien dat zij later die kant op kunnen.’ Eén bezoekje van een astronaut op school gaat daar niet voldoende voor zijn, dus wil Russo langere projecten of activiteiten ontwikkelen en hun effectiviteit onderzoeken.
Toekomstplannen
De Nationale Wetenschapsagenda is een ambitieus programma: vanuit de NWA is de verwachting uitgesproken dat routes al in het eerste jaar resultaten kunnen laten zien. ‘We hebben flink werk voor de boeg dus,’ houdt Smeets haar collega’s voor. Naast de acht reeds gestarte projecten, zitten ook de overige onderzoekers niet stil. De NWA gaat een tweede financieringsronde in, dus de wetenschappers kunnen nieuwe voorstellen gaan opstellen. Ook daarin zal samenwerking weer een belangrijke rol spelen, en deze community building day leverde daar een belangrijke bijdrage aan. Zo wordt de ontdekkingsreis naar de bouwstenen van ons universum voortgezet.
Tekst: Marieke Epping
Mail de redactie