Het allerkleinste (2012), college van Robbert Dijkgraaf

Robbert Dijkgraaf goochelt om zijn betoog kracht bij te zetten

In de Gashouder in Amsterdam houdt fysicus Robbert Dijkgraaf zijn tweede college in het kader van DWDD University. Nadat hij de vorig

e keer uitzoomde vanaf de oerknal het heelal in, gaat hij nu de omgekeerde weg. Naar het allerkleinste dat we ontdekt hebben en zelfs nog niet ontdekt hebben. Het onderwerp is wat minder tot de verbeelding sprekend dan de eerste uitzending waarin het de kijker soms duizelde.

Hij kleedt zijn betoog weer in met didactische hulpmiddelen, die de aandacht van het massaal toegestroomde publiek moeten vasthouden. Zo begint hij met een laatste tweet die hij zou versturen als de wereld verging. Die luidt dat alle materie uit deeltjes bestaat, miljarden keren kleiner dan de alledaagse gebruiksvoorwerpen. Met steeds kleiner wordende matroesjka’s legt hij de verschillende fasen van verkleining uit. Monty Python, Woody Allen en Hans Sibbel (met een prachtige sketch over de intelligente doperwt) houden de kost licht verteerbaar.

Dijkgraaf loopt naar een lego tafel met een constructie opgebouwd uit bouwstenen, die ook weer andere constructies kunnen vormen. De Grieken wisten al van atomen maar konden dat nog niet bewijzen. Antonie van Leeuwenhoek ontdekte met een loep beestjes in een waterdruppel. Dat waren ééncelligen, die lang de wereld regeerden. Een bacterie is daarvan een verschijningsvorm, een virus een andere.

In de cel zijn moleculen werkzaam. Daarvan zijn verschillende, zoals het watermolecuul of het DNA molecuul. Einstein toonde de aanwezigheid van moleculen aan in melk. De mens bestaat op deze manier uit bouwstenen van alles wat heeft geleefd. Dijkgraaf noemt het de ultieme reïncarnatie.

Zijn college is een antwoord op vragen die een kind zich stelt, bijvoorbeeld waarom het gras groen is. Dat komt door de chlorofyl moleculen. Het DNA molecuul bevat instructies hoe een mens te maken. Moleculen zijn weer opgebouwd uit atomen. Behalve een kern bevatten ze veel lege ruimte.

De laatste honderd jaar is de wetenschap in een stroomversnelling gekomen. Het atoom vormde een kloof tussen wetenschappers. Niels Bohr sprong over die kloof, terwijl Einstein bleef staan. De laatste had problemen met opvattingen over kans en toeval die het determinisme ophieven. Men kwam daarmee terecht in een magische kwantumwereld, waarin iets op twee plaatsen tegelijk kan zijn. Dijkgraaf laat dit zien door te goochelen met een geel en een rood balletje. De kwantumtheorie leidde tot een ontwikkeling van de nanotechnologie die techniek en leven op het niveau van de cel versmelt.

Daarmee is het laatste antwoord nog niet gegeven. In het atoom kan een splitsing opgewekt worden, zoals in de kernfysica gebeurt. Daarbij komt, naar de formule van Einstein e = mc2, energie vrij. De Amerikaan Oppenheimer was de eerste die in 1945 in Nevada een kernexplosie tot stand bracht. Onze grootste kernreactor is de zon.

Door een atoom te splijten komen elementaire deeltjes vrij. Daarvan zijn er tot nu toe zeventien, zoals quarks, het elektron, het lichtdeeltje of de zeer lichte neutrino. Onlangs vond men in Cern het Higgs deeltje, dat verklaart waarom deeltjes massa hebben. Nog steeds blijven er vragen over, bijvoorbeeld over de zwaartekracht en de zwarte materie. Wellicht vormt de snaartheorie een synthese tussen Einstein en Bohr. De ontwikkeling is in ieder geval nog niet ten einde.

Op DWDD.nl volgde nog een nabeschouwing van het televisieprogramma.