In memoriam Martinus ‘Tini’ Veltman (1931-2021)

6 januari 2021

De invloed van Martinus Veltman op de deeltjesfysica is moeilijk te overschatten.  Niet-abelse ijktheorieën vormen nu de basis onder het Standaardmodel. Het experimentele deeltjesonderzoek wereldwijd is in belangrijke mate mede geïnspireerd op zijn onderzoek en het vervolg. Hij heeft een aantal promovendi begeleid die ieder voor zich een grote naam in het vakgebied hebben verworven.

Vanaf het neutrino-postulaat in de jaren dertig van de vorige eeuw was er een theorie die alleen in laagste orde eenduidige resultaten gaf. Hogere orde berekeningen gaven oneindigheden die niet waren te absorberen in herdefinities zoals dat voor de quantumelektrodynamica wel kon. In het oplossen van dit probleem heeft Veltman een pioniersrol vervuld.

Door een analyse van wat destijds bekend stond als stroomalgebra maakte hij duidelijk dat de spin-1 deeltjes in de theorie aan een Yang-Mills structuur moesten voldoen. Om een renormalisatieprogramma zoals bij QED te kunnen uitvoeren bekeek hij alternatieve Feynmanregels met onfysische scalaire deeltjes, zogenoemde ghosts.

Op die basis bleek Veltman in staat om renormalisatie van de elektro-zwakke theorie tot 1-lus te bewijzen. Gerard ‘t-Hooft heeft tenslotte bewezen dat renormalisatie tot op alle ordes mogelijk is mits er een nieuw fysisch deeltje wordt geïntroduceerd. Een deeltje dat nu onder de naam Higgs-boson bekend is. Het heeft de onderbouwing geleverd voor uitgebreid experimenteel onderzoek op CERN (LEP en LHC) en elders op de wereld.

Tini, de naam waarmee hij meestal werd aangesproken, werd in 1931 geboren in Baardwijk in Noord-Brabant (nu onderdeel van Waalwijk). Zijn vader was hoofdonderwijzer van de lagere school die in dezelfde straat als zijn ouderlijk huis stond. In 1948 deed hij eindexamen HBS-B, zijn natuurkundeleraar stimuleerde hem om natuurkunde aan de universiteit te gaan studeren.

Aan de Universiteit Utrecht leek zijn belangstelling uit te gaan naar de experimentele natuurkunde. Na de benoeming van Leon van Hove besloot hij theorie te gaan studeren. Tijdens zijn doctoraalstudie had hij een aanstelling als assistent aan het van der Waalslab in Amsterdam.

Na zijn afstuderen op 26 november 1956 was de militaire dienst onvermijdelijk.  Als afgestudeerd fysicus werd hij geplaatst bij de staf van de luchtmacht waar hij zich bezighield met de interpretatie van radarbeelden. De belangrijke vraag was hoeveel vliegtuigen vanuit het oosten aan kwamen.

Na zijn diensttijd bood van Hove hem een promotieplaats aan. Het promotiewerk begon in Utrecht. Met het vertrek van Van Hove naar CERN ging Veltman met hem mee. Het eerste hoofdstuk van zijn proefschrift was toen al af en was een technische beschouwing van unitariteit in de veldentheorie.

Op CERN ontmoette Tini de Amerikaanse fysicus Sam Berman. Die introduceerde Tini in de neutrinofysica wat de basis heeft gelegd voor het tweede hoofdstuk van zijn proefschrift. Naast de invloed van John Bell heeft Tini ook de rol van Berman op zijn wetenschappelijk carrière altijd zeer benadrukt.

In die tijd werkte Tini ook nauw samen met de experimenteel (neutrino)fysicus Bernardini. In 1961 presenteerde Veltman de experimentele resultaten van CERN op een conferentie in Brookhaven. Zijn bijdrage maakte indruk. Vanaf dat moment was Veltman een gereputeerd fysicus in de Verenigde Staten.

In 1963 promoveerde Veltman aan de Universiteit Utrecht en bleef vervolgens tot 1966 aan CERN verbonden. In 1963/1964 bezocht hij SLAC in de VS, onder andere omdat Sam Berman daar op dat moment werkte. In de tijd op SLAC maakt hij een begin met zijn computeralgebraprogramma SCHOONSCHIP, een voorloper van programma’s als Mathematica, Maple en FORM.

In 1966 wordt Veltman benoemd tot gewoon hoogleraar op de nog steeds niet bezette leerstoel van Van Hove in Utrecht. Met zijn komst naar Utrecht wordt het vak theoretische deeltjesfysica of theoretische hoge-energiefysica in Nederland geïntroduceerd.

Tini bemoeide zich niet alleen met de theoretische kant van het vak. Door zijn werk op CERN en zijn experimentele interesse heeft hij ook de belangen van de experimentele hoge-energiefysica gediend. Hij stond, met anderen, aan de wieg van het Nikhef. Hijzelf heeft daar in 2010 het artikel “De bende van vier” geschreven, te vinden in het Nikhef jaarverslag.

In 1981 vertrok Veltman uit Nederland voor een hoogleraarsbenoeming aan de universiteit van Ann-Arbor. Kort na zijn benoeming daar wordt hij geëerd met de prestigieuze MacArthur endowment. Hij werkt daar tot 1996 en keert dan terug naar zijn oude woonplaats Bilthoven, waar hij maandag 4 januari overleed.

(Karel Gaemers / Bernard de Wit)