Hoe smaakt het heelal?

29 mei 2024

Van Groningen naar Maastricht, verder kun je in ons land bijna niet verhuizen. Gerco Onderwater deed het, hij verwisselde de noordelijke Faculty of Science and Engineering voor de zuidelijke. Hier onderzoekt hij de smaak van het heelal en bewaakt hij de smaak van het Maastricht Science Programme. Tijdens zijn oratie, 31 mei, gaf hij een voorproefje van zijn werk voor beiden.

Patrick Marx

Hoe smaakt het heelal? “Verrukkelijk”, zegt Gerco Onderwater. Waarschijnlijk net zo verrukkelijk als het biertje dat hij in 2022 op een Gronings terras dronk met twee collega natuurkundigen uit Maastricht. “Ze vroegen of ik wellicht interesse had in een positie als dean van het Maastricht Science Programme (MSP). Voor ik het wist, kreeg ik een uitnodiging uit Maastricht voor een gesprek over de vacature.”

Net als in Groningen onderzoekt Onderwater in Maastricht elementaire deeltjes, waarvan natuurkundigen de identiteit ook wel met “smaak” aanduiden. Hij werkt aan het standaardmodel van de deeltjesfysica dat met ongekende precisie voorspelt hoe elementaire deeltjes samen materie, moleculen, leven en kortom alles om ons heen vormen. “Die theorie wordt al sinds het midden van vorige eeuw op allerlei manieren getest en steeds weer bevestigd, soms met een nooit eerder vertoonde nauwkeurigheid van wel 13 cijfers achter de komma.” De theorie klopt dus, zou je denken. Ondanks de precisie is het antwoord misschien wel “nee”. Of “bijna”, zoals Onderwater het verwoordt.

Gerco Onderwater

Gerco Onderwater

10 miljard

Hoewel het standaardmodel heel veel kan voorspellen, slaat het de plank soms flink mis. “Als je naar de verhouding tussen materie en lichtdeeltjes in het heelal kijkt en je vergelijkt dat met de voorspelling door de twee standaardmodellen, die van de elementaire deeltjes en die van de kosmologie, dan zit er een factor 10 miljard verschil tussen beiden”, zegt de fysicus. Het verklaren van het verschil is het onderwerp van studie van Onderwater en zijn collega’s bij MSP en de onderzoeksgroep Gravitational Waves and Fundamental Physics

De onderzoekers kijken naar de eigenschappen van de zes leptonen (waaronder het elektron, zie kader). Deze elementaire deeltjes komen in groepen van twee voor, met ieder hun eigen flavour (smaak). “De leptonen gelden als onverwoestbaar, ze houden zich strikt aan natuurkundige regels rondom de symmetrie van deeltjes.” Jammer, want natuurkundigen zien liever dat de deeltjes zich niet aan de regels houden. “Dat kan mogelijk het verschil in de gemeten en voorspelde verhouding tussen materie en lichtdeeltjes verklaren. Daarom zoeken we op diverse manieren naar aanwijzingen dat de leptonen toch niet zo braaf zijn en de symmetrieregels toch een beetje schenden.”

Dat kan mogelijk het verschil in de gemeten en voorspelde verhouding tussen materie en lichtdeeltjes verklaren. Daarom zoeken we op diverse manieren naar aanwijzingen dat de leptonen toch niet zo braaf zijn en de symmetrieregels toch een beetje schenden.

Colleges

Net zoals leptonen een smaak hebben, hebben ook de drie Liberal Arts & Sciences Colleges van de Universiteit Maastricht elk hun eigen smaak. “Dat moet zo blijven”, zegt Onderwater. Toch streeft hij, samen met zijn collega deans van het University College Maastricht en het University College Venlo naar meer uniformiteit. “We haalden de samenwerking flink aan en stemden de organisatie van het onderwijs op elkaar af, denk bijvoorbeeld aan de procedures rondom toelating, examens en klachten. Door deze gelijk te trekken kunnen we elkaar helpen en kunnen studenten makkelijker vakken bij één van de andere colleges volgen. Wat betreft de inhoud houden we ieder onze eigen identiteit.”

Volgens Onderwater kampen de Nederlandse, en dus ook de Maastrichtse, Colleges met een imagoprobleem. “Het gaat om een Angelsaksisch onderwijsmodel dat door zijn kleinschaligheid duur is. Een Nederlandse vwo’er, die bijvoorbeeld natuurkunde wil studeren, moet erg zijn best doen om een college als het Maastricht Science Programme tussen alle andere natuurkunde-opleidingen te vinden. Ook de typisch Nederlandse houding ‘doe maar gewoon want dat is gek genoeg’ helpt niet om Nederlandse studenten te trekken. We gaan daarom werken aan de bekendheid van de fenomenen University College en Liberal Arts en Sciences bij de middelbare scholieren.”

Maastricht School for Liberal Arts and Sciences

De Maastricht School for Liberal Arts and Sciences is de overkoepelende naam voor de drie samenwerkende Maastrichtse University Colleges. Het zijn drie zeer verschillende Liberal Arts & Sciences-opleidingen, elk met hun eigen stijl, structuur en overkoepelend thema. De bacheloropleidingen Liberal Arts & Sciences zijn bedoeld voor studenten die een brede interesse hebben, weten wat ze willen en zich niet willen beperken tot het perspectief van één discipline. 

FSE's liberal arts colleges

Robuust 

Onderwater was onderwijsdirecteur van de Groningse Faculty of Science en Engineering, met in zijn portefeuille de studierichtingen wiskunde, natuurkunde en educatie. Hij ziet verschillen tussen FSE bij beide universiteiten. “Groningen is een oude universiteit waar alles strak gereguleerd is, terwijl in Maastricht alles dynamisch verloopt. FSE hier is jong en groeit als een tierelier, dan is het logisch en goed dat nog niet alles uitgekristalliseerd is. Juist vanwege die groei is het nodig om het onderwijs toch iets strakker te organiseren zodat het robuust genoeg blijft om de groei aan te kunnen.” Onderwater hoopt dat zijn Groningse ervaring met het organiseren van onderwijs in Maastricht van pas kan komen.

Leptonen

Leptonen zijn elementaire deeltjes die in paren voorkomen. Elk paar heeft zijn eigen flavour en verschilt op maar één eigenschap van de andere paren, namelijk het gewicht. 

Standard model of elementary particles

Lees ook