Hameren op fundamenteel onderzoek

De quantummechanica heeft de afgelopen honderd jaar al veel ontdekt en verklaard, maar er zijn nog flink wat onbeantwoorde vragen. En juist die vragen zijn de meest intrigerende, stelt UT-hoogleraar Quantum Transport in Materie Alexander Brinkman deze week tijdens zijn oratie. Brinkman hekelt verder de doorgeslagen focus onder politici op toegepaste wetenschap en wijst op het belang van fundamenteel onderzoek.
 
 
De quantummechanica probeert natuurlijke verschijnselen op het niveau van elektronen, atomen en moleculen te verklaren. Aan bod komen teleportatie, tijdsreizen, parallelle universums en deeltjes die hun eigen antideeltje zijn. Ongeveer 100 jaar geleden kwam de quantummechanica op als vakgebied nadat de klassieke natuurkunde diverse verschijnselen op het niveau van elementaire deeltjes niet kon verklaren.
 
Brinkman houdt zich onder meer bezig met de openstaande vraag of het in de praktijk mogelijk is om elektronen te teleporteren. “Theoretisch is dit mogelijk, maar er is tot nu toe nog geen wetenschapper in geslaagd.” Bij teleportatie gaat het overigens niet om het daadwerkelijk verplaatsen van een deeltje, maar om het instantaan overdragen van een toestand van een deeltje naar een ander deeltje dat zich op grote afstand bevindt.
 
Verder houdt Brinkman zich in zijn onderzoek onder meer bezig met de ontwikkeling van quantummaterialen, hele zuivere en uiterst geordende materialen die je in staat stellen quantumeffecten te onderzoeken. “Nu gebeurt dat onderzoek onder meer in de miljardenkostende deeltjesversneller CERN, maar in ons MESA+ Nanolab zijn we in staat veel goedkopere materialen te creëren waarmee je ook dergelijke effecten kunt bestuderen.”  Quantummaterialen zijn interessant omdat wetenschappers  er situaties mee kunt bekijken die zich tussen de klassieke fysische toestand en de quantumtoestand bevinden. Ze kunnen dus een rol spelen om de kloof tussen de klassieke fysica en de quantummechanica te overbruggen.
 
Fermionen
Een andere interessante zoektocht waar Brinkman zich mee bezig houdt is die naar zogenaamde Majorana Fermionen  . Dat zijn tot nu toe hypothetische deeltjes die hun eigen antideeltje zijn. Brinkman: “We zijn met ons onderzoeksteam in een wereldwijde race verwikkeld om zo’n Majoranadeeltje te creëren. Vanuit de industrie is hier grote vraag naar, omdat ze de quantumcomputer een stap dichterbij kunnen brengen.”
 
Fundamenteel onderzoek is hierbij een vereiste. “Het ontwikkelen van kennis en inzicht in de natuur en de mens moet meer op waarde worden geschat. Het bedrijfsleven onderschrijft dit.
 
Brinkman studeerde en promoveerde aan de UT en is met zijn 36 jaar aan de jonge kant voor een hoogleraar. ‘’Mensen zijn vaak verrast, maar ik vind het juist leuk om zo het stoffige wetenschapsimago wat af te borstelen.’’ Brinkman sleepte in het verleden zowel een Veni- als een Vidi-beurs in de wacht. In 2011 werd hij benoemd tot UT-docent van het jaar. Verder is Brinkman lid van de Jonge Akademie, een platform van 50 jonge topwetenschappers.