Foto: Tim Ereneta (cc, via Flickr)
actueel

‘In de zomer geeft Haldane met regelmaat workshops aan onze faculteit’

Laura Cardona,
4 oktober 2016 - 17:56

Deze week worden elke dag Nobelprijzen uitgereikt. Wij spreken iedere dag met een UvA-wetenschapper over de winnaar, waarom de winnaar hem kreeg en wat het belang is van de vondst.

 

Vandaag is de Nobelprijs voor de natuurkunde aan de beurt. Met Kareljan Schoutens, hoogleraar theoretische natuurkunde, praten we over David Thouless, Duncan Haldane en Michael Kosterlitz over hun werk in topologie.

‘Ik ken Haldane nog van mijn tijd bij Princeton University,’ vertelt Schoutens. ‘Het is een echte Britse gentleman en een diepe denker. Als ik bij hem langs ging op zijn kantoor had hij altijd lange verhalen waarvan ik niet altijd zo snel begreep waar hij op doelde. Uiteindelijk bleek het inderdaad altijd iets zeer relevants te zijn. Dat was voor mij heel stimulerend.’ Haldane is ook aan de UvA nog altijd een graag geziene gast van Schouters. ‘In de zomer geeft Haldane met regelmaat workshops aan onze faculteit.’

 

Bouwsteentjes

Samen met Thouless en Kosterlitz heeft Haldane in de jaren tachtig baanbrekend onderzoek verricht binnen de topologie. ‘Topologie is een concept dat uit de wiskunde komt, maar dat zich ook laat vertalen in de natuurkunde. Het is een heel mooi samenspel dat ons in staat stelt om te kijken naar hoe materie zich gedraagt,’ legt Schoutens uit. 

‘We hebben dankzij topologie materie gevonden die ons ontzettend heeft verrast'

We zien het namelijk misschien niet met het blote oog, maar zowel de wereld om ons heen als wij zelf bestaan uit ontelbaar veel kleine bouwsteentjes. Deze zijn constant in interactie met elkaar. Sommige bouwstenen, oftewel materie, gedraagt zich echter op een vreemde manier. Dit soort materie wordt ook wel exotische materie genoemd.

 

Gaten

Topologie heeft als doel om op een andere manier naar materie te kijken om beter grip te krijgen op wat exotische materie precies is. Het beschrijft vormen en structuren door middel van fundamentele eigenschappen zoals het aantal gaten. In topologische termen is een beker dus hetzelfde als een bagel, want ze hebben allebei een gat, maar ze verschillen van een pretzel want die heeft twee gaten. ‘We hebben dankzij topologie materie gevonden die ons ontzettend heeft verrast. Materie die bijvoorbeeld alleen elektriciteit aan de buitenkant geleidt,’ zegt Schoutens.

 

De inzichten van dit Britse trio beloven in de toekomst veel goeds voor ontwikkelingen in de kwantumtheorie. De kwantumtheorie houdt in dat materie niet waarnemer-onafhankelijk is en dus meerdere vormen tegelijk kan aannemen. ‘De slimme eigenschappen zoals beschreven door de topologie kunnen wellicht in de toekomst worden toegepast in het ontwikkelen van kwantumbits.’ Die worden algemeen gezien als bouwstenen van de computer van de toekomst.