Theoretisch natuurkundige Bert Schellekens had gedacht dat hij voor zijn pensioen wel antwoorden zou hebben. Antwoorden op de vraag of snaartheorie de deeltjeswereld kan verklaren.
‘Maar daar ziet het nog even niet naar uit’, zegt Schellekens (66) licht ironisch vanuit zijn thuiskantoor in Nederhorst Den Berg. Zijn officiële afscheid vorige week 10 juli ging niet door vanwege de coronacrisis. En zijn laatste werkweek, eind juni, verliep anders dan gepland. ‘Ik dacht, ik ga nog een week naar Nikhef en drink dan op vrijdag een biertje, voor ik definitief naar huis ga.’
Het werden blikjes uit de theoriekoelkast, met wie er toevallig die dag wel even was. Wie weet wordt het in oktober op de geplande datum alsnog wat. Maar daar heeft hij een hard hoofd in, eigenlijk.
Niettemin, zegt hij ook, heeft hij een prachtige loopbaan in de theoretische fysica gehad. Met mooie resultaten en, zo gaat dat ook in het leven van een wetenschapper, ook gemiste kansen. ‘Ik ben nogal een control-freak. Misschien dat ik af en toe net wat meer risico had kunnen nemen en ook wat meer ontspannen.’
Bert Schellekens groeide op in Nijmegen en Waalwijk, waar hij als jongen met exacte interesses maandelijks Natuur en Techniek verslond. Daar las hij over de nieuwste inzichten in de deeltjesfysica en wist: dat wil ik ook. Hij ging natuurkunde studeren in Nijmegen, promoveerde er, en zwierf als post-doc door de VS en Europa. Op CERN kreeg hij een aanbod van Nikhef.
Verbindend element, al die jaren, is zijn intuïtie dat de theorie over de deeltjeswereld alomvattend kan zijn. In zijn Amerikaanse jaren zijn het in eerste instantie de GUT’s die hem boeien, de grand unified theories. Tot de belangrijkste voorspellingen daarvan, magnetische monopolen, halsstarrig niet opduiken in experimenten. Ook een andere voorspelling: het verval van protonen, blijkt geen realiteit.
Midden jaren tachtig is ook de tijd van de zogenoemde tweede snaartheorie-revolutie. Grote namen als Edward Witten zetten radicale stappen voorwaarts in het idee dat deeltjeseigenschappen een afspiegeling zijn van fundamentele snaartjes, onvoorstelbaar klein en in veel meer dan de gangbare drie dimensies plus de tijd.
Aantrekkelijk: de vernieuwde snaartheorie blijkt niet alleen de deeltjestheorie te omvatten, maar lijkt ook plaats te bieden aan gravitatie. Tot dat moment zijn de quantumtheorie voor de deeltjes en Einsteins relativiteitstheorie steeds twee onverenigbare werelden.
Schellekens: ‘Er was toen een enorme opwinding en de suggestie was even dat de oplossing binnen een halfjaar gevonden zou zijn. Dan zouden we zo de massa van het elektron en andere grootheden kunnen uitrekenen. Dat pakte natuurlijk wel even anders uit.’
Schellekens wordt door de snaartheorie gegrepen, ook geholpen door zijn bovengemiddelde belangstelling voor wiskundige onderwerpen. Vraag is steeds of het idee van de snaartheorie inderdaad kan leiden tot de deeltjestheorie die juist in die tijd vorm krijgt: het Standaardmodel.
Schellekens nam het werk mee naar CERN in Genève. ‘We kwamen een heel eind met oplossingen die zich gedroegen als het Standaardmodel. Maar eigenlijk bleek dat maar een van heel veel oplossingen. We rekenden uit dat er iets van 10 tot de macht 1500 opties waren. Dat was bij lange na niet het eindantwoord, er waren nog veel extra eisen. In een rebelse bui hebben dat grote getal toch maar in ons artikel gezet. Het onderstreepte wat we bedoelden: onvoorstelbaar veel.’
Waarmee de natuurkunde ongeveer zegt dat alles mogelijk is?
‘Niet alles, zeker niet, er zijn allerlei restricties. Maar wel heel erg veel. En de vraag is dan natuurlijk meteen waarom we juist dit Standaardmodel zien en niet een van de vele andere mogelijkheden.’
Is dat niet te zeggen?
‘Ik ben daarbij een aanhanger van het antropisch principe geworden, dat zegt dat lang niet alle mogelijke werelden leven en intelligentie kunnen voortbrengen. Dat wij erover nadenken, betekent dat er kennelijk zo’n oplossing aan de orde is.’
Critici noemen dat een zwaktebod, omdat het geen echte verklaring geeft: we zijn er omdat het kan. Maar er is geen wiskundige noodzaak dat juist dit universum er is.
‘Dat dacht ik eerst zelf ook. Maar ik ben daar heel anders over gaan denken. Het feit dat er zo verschrikkelijk veel opties zijn, maakt de positie van de snaartheorie juist sterker. Er is geen dwingende reden dat we juist in deze werkelijkheid leven. Dat hoef je dus ook niet te verklaren. Het kan, dat is genoeg.’
In 1998 hield u uw oratie in Nijmegen waarin eigenlijk voor het eerst het begrip string landscape opduikt: een landschap vol mogelijke werelden. Het gekke is dat iedereen dat begrip nu associeert met een spraakmakend boek van Leonard Susskind uit 2005.
‘O, maar dat idee fascineerde me al sinds mijn CERN-tijd rond 1987. In mijn intreerede had ik het er weer over. Het enige wat je kunt zeggen is dat ik er misschien wat actiever mee naar buiten had gemoeten. Ik had best ergens een flutartikeltje kunnen schrijven waarin ik het woord gebruikte. En ik had mijn oratie gewoon in het engels moeten vertalen en op Arxiv zetten. Een gemiste kans, dat wil ik best toegeven.’
Kende Susskind uw ideeën?
‘Nee, en toen hij ervan hoorde zei hij meteen dat hij mijn naam erbij zou noemen. Wat hij natuurlijk niet echt heeft gedaan, maar dat geeft niet. Ik kan daarmee leven. Lenny weet dat ik er vroeg bij was.’
Bezwaar tegen die landscape-ideeën is dat een theorie niet langer dwingend is: het huidige deeltjeslandschap is toegestaan, maar het had ook anders kunnen zijn. Zonder reden.
‘Mensen als Gerard ’t Hooft moet daar bijvoorbeeld niks van hebben. Die vindt dat een goeie theorie helemaal dwingend is.’
U niet.
‘Ik denk dat het niet meer dan een intellectuele behoefte is dat een goeie theorie alles vastlegt. Dat geeft voor een theoreticus richting aan het denken. Misschien is het wel eng dat los te laten.’
Ook wel een lastige positie, zo tegen de draad in.
‘Nou, dat valt best mee, omdat dat hele verhaal niet mijn eigenlijke werk is, maar meer een soort filosofie. Ik heb theoretisch een aantal publicaties waar ik nog steeds trots op ben en die geregeld zijn geciteerd. Ook door wiskundigen trouwens, zonder dat ik het zelf door had.’
Snaartheorie is een tijdlang razend populair geweest, een hype. Maar zij oogst ook behoorlijk veel kritiek. Het zou eigenlijk gewoon kunstige wiskunde zijn. En geen natuurkunde.
‘Het is waar dat snaartheorie er maar niet in slaagt het Standaardmodel echt te voorspellen, laat staan iets te voorspellen waarmee je dat kunt testen. Tegelijk heeft de theorie enorm veel nieuwe inzichten geleverd, wiskundig en in allerlei andere delen van de natuurkunde. Ik denk altijd: dat heel veel erg slimme mensen hieraan willen werken, komt niet omdat ze bang zijn hun baan te verliezen. Dan is er wetenschappelijk een vruchtbaar gebied gevonden.’
Is snaartheorie binnen Nikhef een belangrijk onderwerp?
‘Er is wel ruimte voor, maar er wordt veel meer gewerkt aan de quantumchromodynamica, de theorie van de quarks en hun interacties. Heel belangrijk werk, zeker als je als theoretici in de buurt van de experimenten zit, zoals op Nikhef. Wat dat betreft was ik misschien een beetje een uitzondering.’
Is er nog wel vooruitgang in de snaartheorie?
‘Veel hedendaags werk in de snaartheorie is zo abstract mathematisch, dat ik eigenlijk niet zo goed weet of dat een goeie kant op gaat. Ik heb lang gehoopt dat we er toch voor mijn pensioen wel uit zouden zijn. Dat is niet zo. Anderzijds: dat gebeurt alle wetenschappers.’
Als u een ontdekking zou mogen wensen, ergens de komende tien, twintig jaar, wat zou dat dan zijn?
‘Oef. Nou, misschien het inzicht dat bepaalde aspecten van zwarte gaten alleen consistent kunnen zijn als je uitgaat van de snaartheorie. Of de ontdekking van axionen, een bepaald type deeltje dat in vrijwel elke snaartheorie een rol speelt.’
En nu gepensioneerd. Moeilijk om het op afstand te moeten gaan volgen?
‘Niet echt. Ik blijft meekijken met seminars en colloquia. Met Zoom is dat zelfs nog makkelijker geworden. Ik zal ook nog wel op het instituut zijn, nu en dan. En als ik zelf iets te melden heb zal ik het zeker doen. Maar zonder de dwang om steeds maar te publiceren. Wat dat betreft heb ik wel te doen met promovendi en post-docs. Sterker, ik snap eigenlijk niet dat ik destijds als post-doc heb overleefd. Eigenlijk was dat helemaal niks voor mij, al die druk.’
(interview Martijn van Calmthout)
