Jan Kluyver prijs

Clara Gatius Oliver, voormalig promovenda bij Nikhef, heeft de Jan Kluyver-prijs 2025 gewonnen voor de beste Engelstalige samenvatting van een proefschrift. De prijs werd uitgereikt tijdens de Nikhef Jamboree 2026.

Gatius’ proefschrift, “From the cosmos to the sea”, richt zich op het kalibreren van de onderwaterneutrinodetector KM3NeT, een systeem van honderden lijnen met duizenden lichtsensoren op de zeebodem die voortdurend in beweging zijn door zeestromingen, maar gezamenlijk beelden moeten opleveren van binnenkomende deeltjes. Daarnaast onderzocht ze of KM3NeT in staat zou kunnen zijn om donkere materie te detecteren.

Afbeelding vergrotenGatius, afkomstig uit Catalonië, verdedigde haar proefschrift in december 2015 aan de Universiteit van Amsterdam. Het bevatte een Catalaanse samenvatting. De jury van de Kluyverprijs waardeerde echter vooral de inhoudelijke originaliteit van haar samenvatting.

Daarin neemt Clara Gatius het perspectief in van een neutrino dat vanuit de ruimte de Middellandse Zee raakt en door KM3NeT wordt gedetecteerd.

Ze schrijft: “In minder dan een halve milliseconde bereikte ik de bodem van de zee en toen kreeg ik de grootste verrassing. Plotseling werd ik omringd door talloze ogen, die allemaal naar mij leken te kijken. Aaaah!!! Ik schreeuwde het uit zonder mezelf in bedwang te kunnen houden. Wie is dit?! En in de opwinding en verwarring van het moment liet ik al mijn energie los, wat een enorme explosie veroorzaakte.”

De inslag waarnaar ze verwijst, vond begin 2023 plaats. Twee jaar later, na grondige analyse, haalde het wereldwijd de wetenschappelijke krantenkoppen; het neutrino KM3-230213A was het meest energetische deeltje dat ooit was waargenomen en haalde voor die prestatie de cover van het tijdschrift Nature.

De inslag van het superneutrino KM3-230213A resulteert in een enorm lichtsignaal in de KM3NeT-detector, dat Gatius als natuurkundige analyseerde, maar dat haar ook doet denken aan een immense kaars: “Voor alle mensen die gedwongen werden hun leven te verliezen in de Middellandse Zee.”

Haar gevoel hierover, zegt ze, is er een van diepe tegenstrijdigheden. “Aan de ene kant bouwen we een telescoop voor onzichtbare deeltjes in de Middellandse Zee. In dezelfde zee waar, niet ver daarvandaan, mensen verdrinken terwijl ze een beter leven proberen te bereiken. Ik vond – en vind nog steeds – dat moeilijk te rijmen.”

Gatius beschrijft KM3NeT in haar samenvatting ook alsof het een levend wezen is, met een dansend lichaam en ogen. Bewust, zegt ze. “Voor mij voelt KM3NeT een beetje als een monster in de diepe zee, met prachtige aspecten waar ik van ben gaan houden, maar ook met een donkere kant en tegenstrijdigheden.”

Voor Gatius hebben cultuur, sociaal-historische context en in het algemeen emoties zeker een plaats in de natuurkunde, een vakgebied dat vaak doet alsof het daar volledig onafhankelijk van is, en ze stelt de overtuiging ter discussie dat wetenschappelijke beschrijvingen van de wereld neutraal en apolitiek zijn.

“Waarom zijn we nieuwsgierig naar sommige dingen en niet naar andere? Worden de vragen die we stellen, evenals onze experimenten en theorieën, niet beïnvloed door de huidige sociaal-culturele paradigma’s in onze samenlevingen? Speelt het geen rol in onze beslissingen dat we sympathie krijgen voor bepaalde wetenschappelijke projecten of disciplines?”

Ze voegt eraan toe: “De natuurkunde, en de wetenschap in het algemeen, is een spiegel van de relaties die we aangaan met onze omgeving en de betekenis die we geven aan de wereld om ons heen; van deeltjes tot planten, dieren, ecosystemen, de sterren of de kosmos. In andere culturen kunnen die relaties en betekenissen heel anders zijn dan wat natuurkundigen gewend zijn.”

De titel van haar proefschrift verwijst bewust naar de slogan die mensen over de hele wereld al meer dan twee jaar gebruiken om te protesteren tegen de genocide in Palestina: “From the River to the Sea”.

Tijdens haar promotie was Gatius politiek actief met een groep studenten, promovendi, postdocs en medewerkers aan de Universiteit van Amsterdam en binnen Nikhef. “Wat me het meest stoort, is dat universiteiten en wetenschappelijke instellingen weliswaar bewust politieke standpunten innemen door zich aan te passen aan de status quo, maar zichzelf toch als neutraal presenteren.”

Na het afronden van haar promotie in december nam Gatius een pauze van de academische wereld. Ze runt samen met een collectief een biologische boerderij, waar ze groenten verbouwt en kratten vol lokaal geteelde groenten bezorgt aan abonnees. Het initiatief heet Tuinen van het Roodborstje, genoemd naar de eerste vogeltjes die de oprichters op het nieuwe land zagen.

Het prijzengeld van de Jan Kluyverprijs biedt een mooie basis voor deze tussenperiode, zegt Gatius. Ze overweegt zich verder te verdiepen in de sociale en politieke factoren die de wetenschap vormgeven, wellicht als postdoc. Het liefst in Catalonië, in Barcelona, “dichter bij mijn familie en vrienden”.

Lees het proefschrift

Sluiten

De van oorsprong Australische fysicus Ashley McDougall heeft de jaarlijkse Jan Kluyverprijs gewonnen voor haar proefschrift over haar Nikhef-onderzoek van het higgsdeeltje.

Afbeelding vergroten

Dat is maandag bekend gemaakt op de Jamboree van Nikhef, deze week in Nijmegen. De Kluyverprijs wordt elk jaar toegekend voor de beste engelstalige samenvatting van een proefschrift over Nikhef-onderzoek. De jury bestaat uit oud-directeuren van het deeltjesinstituut en is een geldprijs van 2.500 euro.

McDougall promoveerde november 2024 op een proefschrift over de zogenoemde breedte van het higgsdeeltje, aan de hand van metingen van de ATLAS-detector.

Precisiemetingen

Het bestaan van het higgsdeeltje werd in 2012 op CERN ontdekt door ATLAS en het concurrerende CMS-experiment in botsingen in de LHC-versneller. Sindsdien doen fysici precisiemetingen om het deeltje beter te begrijpen.

Haar samenvatting, zegt ze, was geen speciaal project. “Het was een kwestie van in de flow komen. Veel van wat ik wilde vertellen, had ik al wel eens eerder gezegd als ik vrienden en familie probeerde uit te leggen wat ik eigenlijk zo ver van huis aan het doen ben. Op school hield ik al van Engelse literatuur, misschien proef je dat wel een beetje.”

Dat haar promotor Ivo van Vulpen in die tijd hoogleraar in het publieke begrip van de wetenschap werd in Leiden, was een aardige bijkomstigheid. “Ik schreef het verhaal, maar Ivo gaf enkele tips en maakte de Nederlandse vertaling. Hij was overigens natuurlijk vooral als deeltjesfysicus betrokken.”

Glashelder en lichtvoetig

McDougall begint de samenvatting van haar proefschrift in haar geboorteland. “Als je op een heldere nacht in Melbourne naar de hemel kijkt, zie je de sterren van het Zuiderkruis glinsteren tussen Alpha Centauri en de Zuidelijke Pleiaden.”

Wat volgt is een glasheldere en lichtvoetige uitleg van de deeltjesfysica, van het belang van de higgsbreedte en van de nieuwe methodes om die grootheid te meten.

Het higgsdeeltje manifesteert zich als een piekje in de meetgegevens bij een massa van 125 GeV. De breedte van de piek ontstaat deels door onvermijdelijke meetfouten, maar vertelt ook iets over de levensduur van het deeltje. Hoe korter de levensduur, hoe scherper de piek. In theorie draagt dat ongeveer 4 MeV bij aan de breedte.

Extreem instabiel

Higgs-bosonen zijn extreem onstabiel met vervaltijden van minder dan 10-17 seconde. Ze kunnen alleen indirect worden waargenomen door te kijken naar de deeltjes waarin de Higgs vervalt. McDougall bestudeerde processen waarbij een higgsdeeltje in twee fotonen uiteenvalt, en schatte daaruit een breedte van maximaal 220 MeV.

Dat is een bovengrens, die nog best ver boven de theoretische waarde ligt, zegt McDougall. “Maar het is het beste wat we met de beschikbare data konden zeggen. Voor een scherpere bepaling is de toekomstige hoge-intensiteit LHC onontbeerlijk.”

De higgsbreedte is momenteel geen echte high profile analyse in de deeltjesfysica, erkent ze. “Maar juist door de keuze van een onderwerp iets buiten de hoofdstroom, kun je een echt verschil maken. We werkten er met twee mensen aan, ikzelf en mijn postdoc. Heel prettig. Ik vind dat persoonlijk veel bevredigender dan de enorme groepen op andere onderwerpen.”

Corona-pandemie

Echt gemakkelijk verliep haar onderzoek niet, vooral ook omdat ze als Australische van geboorte in Europa belandde toen net de corona-pandemie uitbrak en instituten en hele samenlevingen op slot gingen. “Een nare tijd, maar gelukkig was Nikhef erg betrokken en behulpzaam.”

Tegenwoordig werkt McDougall als postdoc aan de universiteit van Oxford, waar ze meewerkt aan een experiment met muonen op het Paul Scherrer-instituut in Zürich. Ze bouwt mee aan deze nieuwe Mu3e-detector.

Ashley McDougall is vastberaden om een loopbaan in de natuurkunde te vinden. Haar uiteindelijke doel daarbij is terugkeer naar Australië. “Ik zou graag de natuurkunde in mijn geboorteland een boost willen geven. Het verschil maken, ook daar. En toch ook dichter bij mijn familie.”

Het prijzengeld van de Kluyverprijs zet ze veilig op een spaarrekening. “Australië is heel ver weg en reizen is duur. Daar gaat het zeker van pas komen.”

Lees het proefschrift

Sluiten

Voormalig Nikhef-promovendus Lodewijk Nauta wint de Jan Kluyverprijs 2023 voor de beste Engelstalige samenvatting in zijn proefschrift over de eerste metingen met de KM3NeT neutrinotelescoop in de Middellandse zee.

Dat is maandag 15 mei bekendgemaakt door juryvoorzitter prof Jos Engelen, oud-directeur van Nikhef. Aan de prijs is een bedrag van 2500 euro verbonden. De jury van oud-directeuren van het instituut bekeek in totaal twaalf proefschriften uit 2022.

Lodewijk Nauta promoveerde in juni 2022 op zijn onderzoek als PhD naar het functioneren van de KM3NeT-detector in aanbouw op de zeebodem bij Frankrijk. Hij analyseerde wat er toen 6 detectorlijnen op 2,5 kilometer waterdiepte al kon zeggen over sporen van neutrino’s en over de eigenschappen van deze kosmische spookdeeltjes. Daarnaast werkte hij intensief mee aan de verdere uitbreiding van de neutrinotelescoop.

KM3NeT is een groot internationaal project dat neutrinosporen uit de kosmos waarneemt via licht dat ze produceren in het water van de diepzee. Nikhef is daarbij een belangrijke partner, waar veel van de hardware is ontworpen en nog steeds ook wordt gebouwd. Inmiddels telt het Franse deel van de detector 18 actieve lijnen, met nog eens 21 in het Italiaanse deel.

Nauta concludeerde dat zelfs met zes detectorlijnen, elk met achttien lichtgevoelige bollen, al wetenschappelijk interessante resultaten te boeken zijn. De eerste metingen liggen in lijn van andere metingen aan kosmische neutrino’s. “Maar nog belangrijker was de conclusie dat het uitbreiden van KM3NeT nog een enorme verbetering zal geven”, zegt Nauta nu.

In zijn analyses keek hij met name naar de zogeheten neutrino-oscillaties waarmee de drie typen neutrino’s steeds van identiteit wisselen. Volgens Nauta zal dat effect met Km3NeT goed te bestuderen zijn. “Belangrijk omdat met name de neutrinosector nog veel vragen kent. Welke van de drie is bijvoorbeeld het zwaarst? Dat gaan ze kunnen zien.”

Nauta schreef het grootste deel van zijn proefschrift aan de keukentafel in Bussum tijdens de corona lockdowns. De samenvatting, zegt hij, was best hard werken. “Ik wilde mijn werk uitleggen aan mensen zoals mijn ouders. Ze zeggen dat ze het nu begrijpen.”

Nauta (Amsterdam 1988) werkt nu als wetenschappelijk projectmanager bij de computerkoepel voor hoger onderwijs SURF, net als Nikhef op Sciencepark in Amsterdam. Daar staat hij wetenschappers bij in omvangrijke rekenprojecten via GRID, ondermeer vanuit de experimenten van Nikhef op CERN en elders.

KM3NeT volgt hij nog op afstand, uit wetenschappelijke interesse. “En vanwege de mensen die ik daar nog ken. Fijne nerds van net weer een ander slag dan de nerds hier bij SURF.”

Nauta koopt binnenkort een nieuw huis. Het prijzengeld zegt hij daarbij goed te kunnen gebruiken.

Lees het proefschrift