w t,
4
, iFl
.
Y'
.
,.! l,\{*
-
t,
kt
-
,
€,
(i
o
F
,\
,!|-')
\
t'
ir
t t-
I
I
Htl
h"*-\
H.
sr/ilDiND MOD9L
I a,
la|-
l'
a
,a
li
9{) l
I
a' a l'
t a
), a
a t
,l , t
a
" ttl
F s{,'
ttf
i'/ t t I I 1
.-t I
t-3
I
,
(.:
f
- ' = .-
.l
,I
\
a
,'
1l
/I
I tL
\
t)
\ .tl'
\o/
..-}. t
+'ro
o* *
{
I
a
:'. ,t
Veltmon'Alsje deexperincenten weghaalt, word tellenniet nteerdefeiten,rnaarde Op dat rnzn4ent uanientanddietotpausis benoernd," 'Public
rglofions
is het grootste succesvan de snaartheorie', schrijft theoretisch-fysicus Peter'Woit spottend in het boek StringTheory:An eualuation.Hij staat niet alleen in zijn scepsis ten opzichte van een natuurkundige theorie waar^an wereldwijd al meer dan rwintig jaar wordt gewerkt bij gerenommeerde instituten. Ook veel Nederlandse wetenschappers zien er niets in. Nobelprijswinnaar Gerard t Hooft schrijft in zijn boek De bouwstenenuan de schepping:"Wat we nu hebben is een soort toverboek, en je moet een magidr zijn om er orakelachtige uitspraken mee te kunnen doen. Zo kan de natuur niet in elkaar zitten." Nobelprijswinnaar Martinus Veltman neemt het de snaartheoretici vooral kwalijk dat ze "decennia doorromrnelen met een theorie die geen contact maakt met de werkelijkheid". Tegenover deze criticasters staan de' gelovigen'.Volgens Edward Witten, winnaar van de Fields-medal (een soort Nobelprijs voor de wiskunde), is het feit dat de zwaartekracht logisch volgt uit de snaartheorie "een van de grootste theoretische vondsten ooit". CumrunVafa van Harvard University vindt de theorie "het beste inzicht in het heelal dat we ooit hebben gehad". De snaartheorie kwam halverwege de jaren tachtig serieus van de grond als d6 nieuwe natuurkundige theorie. De fundamentele aanname is dat puntdeeltjes zoals quarks en elektronen kunnen worden opgevat als minuscule, eendimensionale trillende snaartjes. De gemiddelde lengte van de snaartjes is ongeveer gelijk aan de Plancklengte (10-33 centimeter , de kleinste ruimte-eenheid), waarbij de manier waarop die snaartjes trillen bepaalt wat de massa en de lading van de deeltjes is. Ook de bijzondere deeltjes die fundamentele krachten overbrengen - gravitonen voor de zwaartekracht, gluonen voor de sterke kernkracht, fotonen voor de elektromagnetisch kracht en vectorbosonen voor de zwakke kernkracht - worden in de snaartheorie beschreven met de trillingspatronen van snaartjes.Binnen de theorie wordt getracht alle natuurkrachten en alle materie te beschrijven met de eigenschappen van trillende snaren. De snaartheorie zou allesomvattend zijn en is daarmee de ultieme droom voor een theoretisch fysicus. D6 grote uitdaging in het vakgebied is om de theorie van het hele kleine, de kwantummechanica, te verenigen met de theorie van het hele grote, de zwaartekracht. De snaartheorie is volgens velen
tweedimensionale'frisbees' (rweebranen) en driedimensionale 'klonten' (driebranen). De M-theorie is een elftlimensionale snaartheorie die tien ruimtedimensies en 66n tijddimensie bevat. Deze overkoepelende theorie staat nog in de steigers. Niemand weet hoe de tien ruimtedimensies oprollen tot onze bekende drie. Niemand kan de exacte vergelijkingen van de theorie opschrijven. Er bestaan alleen benaderende vergelijkingen, die ook nog eens dusdanig moeilijk ztjr' dat ze pas gedeeltelijk zijn opgelost.
Wiskundige copriOlen "Hoe kunje vaststellen of iets klopt ofniet? Ietsdat klopt,wordt voortdurendduidelijker. Dat is bij de snaartheorie niet het geval." Gezeten in de tuin van ztjn Bilthovense woning geeft emeritus hoogleraar Veltman tekst en uitleg bij zljnbezwaren tegen de theorie."Ik heb de afgelopen veertigjaar al zo veel theoriedn voorbij zien komen die in de loop van de tijd alleen maar onduidelijker werden. Steeds moeten wiskundige capriolen zo'n theorie redden. Dat is ook het geval met de snaartheorie." Zijn belangrijkste bezwaar is dat de theorie nog geen enkele experimentele voorspelling heeft gedaan. De energie die nodig is voor een serieuze test is zo groot dat er met de huidige techniek een deeltjesversneller nodig zou zljn ter grootte van de Melkweg. Robbert Dijkgraaf, hoogleraar mathematische $'sica aan de IJniversiteit van Amsterdam, pareert de kritiek van collega Veltman. "Er zijn wel degelijk voorspellingen voor effecten bij lagere energie. Supersymmetrie bijvoorbeeld, die het bestaan van een geheel nieuw soort materie voorspelt, waarbij ieder nu bekend deeltje, fermion of boson, een nog onontdekte, gespiegelde partner heeft. Bekende bosonen dus een nog onbekende fermion-partner, en bekende fermionen een nu nog onbekende boson-partner. Met experimenten zouden we wel degelijk bewijzen voor deze eigenschap kunnen vinden. Het aantal bekende deeltjes zou op die manier verdubbelen.", aldus Dijkgraaf vanuit het tijdelijke universitaire onderkomen aan de Amsterdamse Wibautstraat. Samen met onderzoekers Jan de Boer en de tweelingbroers Erik en HermanVerlinde speelt hij een vooraanstaande rol in de ontrafeling van de snaartheorie.Al sinds eind jaren tachtig sleutelt hij eraan. "De
momenteel de enige theorie die de zwaartekracht kwantummechanisch zou kunnen verklaren. Nadat er in eerste instantie vijf snaartheoriedn leken te bestaan,ontdekten snaartheoretici in 1995 dat die vijfkonden worden samengebracht in 66n grotere theorie. Deze zogeheten M-theorie bevat behalve eendimensionale snaren ook nog
Noluunvelenschop& Techniek I september 2Oo3
-tlJtllLIJcJ\J'JlJ)tlJ
t l - r - rl - r t U J Z ] l r p p . t o - ) : . r - + . r t ] r : i J rsrl t r r r J c l c ] a r l
JZ :i-o u,tJ).tJl q u J)JOcl i-rrr:i-1r t r,roo.t rrrti- .n:l I S r] u l.\\t [r JZ JIZ )I .lttt\.pFrlsr'\iq , r1 : t ] p . l o , \ \ , t J l r l J I p u J [ l o ) ; ^ r r r y F c l s - r o oa r r . r r r r r . r r r J r tr r J J l J r u - r z s l l r r r J - r J l t f r l J - + al rlDJ.roJrll.rrrus Jp nro J l s , r J J J L ) r r : c l ) l r r J t r J _ -Jr 1 : t r r : r u r . r l c l r i J p , r r r l J ) L r f i z l r p u r ' : r . r -orqr rt1.rsrs,,!apJooq u.rJ .rool nrnr-rJll.tJ rrJJ -mlrur sr .rf 1,rool l r n l J r u , l J l r u ( ) ) - r n n l r r r J p r r l ) \ s r r r r r - l l J l r l . r J J p _ r r r : r r'rS r p o r r 1:pprurdprtl sp Jpun)srl\ rr-r(lcl:rl r4yrn rtJl\l1o-ll-rJl rrJJoq.rurp 'Jprrrl)sl]\\ Jp qJLl r u o _ + J J i j t- t r : . - t u r r i ] trp sr,,'rrrrtr]lJn ti-Jz 1 J I r ' , , - 1 1 : z f n r rr r : ' ; r : r : - r . e 1 f r 1 1 ' t l r t J - r o . ) L I t - r L r r r r s sIr] u J s s n t I r L [ . ) s j : A] J H , , ,, U.rtu-to^ -n111lrrr JP rrLrAi-lr[sprro-ri-Jp rri,rn].)l].rls JrlJsrtltrrrJrltLrlrrt|p rrJclqJL[ ]urLl cI.rJls rr,oz Jr\\ lLrp )r prll^ rr-]AJ[ J,\\ rrrir]|A\ plJ,rJA\ Jp rrr.\ lrJ-+ J p r r J , r J r r r l s r ' .t1s J J u r I J H u J . l 1 t l - l t . r l sI , r o o s l r p l - ; f r . n l t s t c l : p r r n y -srl\ Jq ufrz u.,r,m1.-ln.rls :rirlrrr.rSlr: lJrl ttpnlo secftrur.rd lp.roi^ t u f t z u a : r , r l l u r n r I q ' s c h p r p a , n L r l r r : r u J [ J: r p r r r : , rr . r r s I l J p r r J r r ] r s -,!o.r1sr cp 'r-rrsA1-1ols-Jlst:,\ Jp rn rrJi-rrr)J,rqJr.r]:trrtir,(s rrJ rrJJr.l] ;nrur,(s J,\\ rrJputA o7 'lrr:rp:-rlirrr r.rl\J uaa IJA\ st lJrl ,rrllrrr 'rrfrz ltrnclsiur:.e1rn 1:11 lro()rr -rcLr,\\sr[J,tSrur 1:11,, ;r:r:-r.e1frq1
snpp',.rrJJr-ro:rp :r1.rsrsr! uu,rSur.rapur:o_1 rp llq rr:1:1qei prr,rprJlJpao8uJJ irarzJa^ Llfsr,ro]srq Jprrn)sr.\\ :p sr htu .roon,, 'rPunI --tntllllu Jp .lJAo,l^urltr:,tdoiil LIJJ rr: 'phl-]JJ[ rrr loo.ti^ [rq.]s,rJ^ JirrJl) rrJJ IJnr sJulr,tJrrJi^s1aoz,rJprro JJ,\\l [rrl]s-rJl .rrr:f,5rt,r;1-r 'p-rJ.Aoru Lrri^rpioo,\\rrr;^er.r:.r (;1) rrLrrutlrnrrr (gi) _Jrt,rn-)iftCl -o.rdJi-sr rmrrrtl.nsnlrrl,ruylfrq.raJA\t-mJq rrftz do Jrp'UooH t. p-rir.rrCftc1rr1:a-rln ur Jp,rJr^orrro,rd3r:r-r31fr61t.raqqolt rr rr:: rir-letra Jlrr.rorrJ el llrz JA\ rrJqqJq ,,'.er1-ro 't8ur-rp:;tsi-rprlolrriJ tJrl L[frz rr,toJLI] Jp -rru.\\'Jr.roJrlt.rrrrrs Jp urA irJ)JoLllrn Ur ueJ[[v'rrJOp-rooArrJJr.e-r:Lra :.r:r3r11:a,r frq r1:rz's.r:lleus,rcnsrhlJJp rrr uctr8 ot:u,nz :qlsrdorso.r:rnr rtt,t :tl:upo-rd .rp slroz'rr:lt:JjJ-Jrlrlr,rr,rit-ttm1rrr,n] rrerrLrrl>[ 'J]Fual-)Jrrul(lJp -roop,rrrr([ rrrp rrftz uerrLlrll ,rJlo-ra^ !.rs IJJA -urrurp r-rtxc Jrp rrrp-ro,uJoa sr .rrr:f .rrr:d a]sllrlrl trp Jp 1[1ap1np r]-rlxJrm.\ irtusJq laq llacls-roon lsruf 'scrsrrrrurpJlrrrrr1-r Jr-roJrll
Diikgroof
teel bekende parameter-van de huidige theorie, zoals bijvoorbeeld de elektronmassa,kunnen berekenen." Mede dankzij het rverk van Veltman en 't Hooft werd de massa van het top-quark voorspeld en later experinrenteel geuretcn. Een groot succesvoor het Star-rdaardn'rode1, dat mornenteel de beste beschrijving opievert van de fundamentele krachten en elementaile deeltjes in de natuur. Een vergelijkbare voorspelling heeft snaaltheorie nog niet voortgebracht. Er onlbreekl ietsVeltman verrek over de storrnachtige ontwikkelingen iri dc j.ilen zesrigcn zcvcntig.tocn cr r.ritexpelil'nenten allerlei onverklaardegeeevenskwarnen rollen. "Dergelijke resultatendrijven het bedenken van nieuwe ideedn over de natuur. Op het aantonen van het bestaanvan neutrinomassa'sna, zijn el echter al jaren geen nieuwe experirtrentele
nen leiden. Dat is een enorme belemmering en een belangrijk verschil nlet een gloot deel van de tijd waarin ik werkte." VolgensVeltman hebben theoretische en experimentele fysica elkaar nodig. "Experimentele fysica is het laboratoriurn van de theoretische f'sica.Theoretische flisica is niets waard tot het laboratorium heeft laten zien dat het klopt. Ik denk dat de hoeveelheid informatie die we ovel de natuur hebben sewoon niet groot genoe€iis. Er ontbreekt iets.Wij begrijpen niet waalonl alle bekende elententaire deeltjes in drie families voorkomen die dezelfde structuur hebben.Wat theoreten momenteel proberen, is waarschijnlijk te vergelijken nler de idee dat Max Planck rond 1900 quarks zou proberen re vinden. Dat kan niet lrlet wat hij toen wist. Hij wist niet eens dat er protollen en neutronen bestonden."
gegevensnreer gevonden die tot theorievorning zouden kun-
Noluurwelenschop & Iechniek I scprerttber 2oo3
€z
|U'LlCeln|DU itArl/'A
lJoos uee JeBlnt'rtz uae sr uerpuelog 'Ef,ruer{Jeruunlurlr\>l ep lerrr ua.l,ftrqrsaq luatsrsuoo Srrqcerd fe? )rcntz uee ueuun>l e1I\'Sr erroar{] uossEl\alo^uaa ez l?P uav leel'ueluee ueteS alJtlv\z erroequeeus lep treJ tJH,,'e01eep Ierqelsur uoe uel uep ,.'ecrsr! eP ue^ erJuasse -rar{f,srepuo al sr uaa Sur,relmurog qcsrdocso.rcrur ep sI tep iueleds:oo.r et ua.reqord uolloJ e^\neru suaSyo,rre.tua laru le? frcl'rrz reer{ ueuulq repgte.r&1ftq lrueou erroer{t ep url sarrns uae slv uolelsdo erroer{t uee 'uatrey epue>leq ue.l,uee31r11'{ro{ ep ue Surueru ep ue stwld ur rueu snerres uetreJ epreq sueu ep uaol ..'duFr -eurapuo eruezuee uaa sr ltp ug'uado1 doroo.r uerqf,ssrru puorE ep uEA lqJa srd uarurrll,l uedd?qf,suete unnleu aCI'ure rf,rleJoer{t frm uelaoru nu r€eIN'uo8ep erp :eeu Enret suee A. lsuarpspo8 ue Ieeroru ue8er pftrp ueru deq plh elp uI'tretrp Ie uoz ap puor epree ep tep rez ftq ueor 1re>l ep taru lf,r[uof, F?ruafle ue8uel:a,r e111'u?rretqrere ueTols rf,rte.roeql eFI F.l[ 'ue8ur8doroo,r uelsqeluorurredxe ep'ueururoplaq Jnnlru ap ur rurlv\q re[FC,,'ueJetuerun8reaq a] erroar{lfteus ap sueSal ue,r Ereq ep e.aa, reeuu?.4alep oz taq se.rl re8eor4,,:l31o,r sp erle ue.^anortue4auftz ruo ph ep q Snrel uarrrnee :erd uae lw8 'errs,,!:eeus -nt$ e8lplnrl ep ap sp rcrs.! elauonue^ rrr:a13ooq snlrrerxe aC.;tue elarrr ez sr snp ue'leru ezep leop Jaarqrsuro -uor ep ue8urJledsroo,r uoo.aae8leou erJoeqt aqcsrsr! ueg IBCI'ueop Ia \oz ur tueEz)lre \'ssorC pr eC sncrsr!-qrsneroeqa 'epun>lsr.4a 3:eq uae uep Jeeru laru erJoer{l ep sr Sousleroo1 .;lrEb eol Je€u suebJeu 'ueflals ue>1ua8rr,r a.,rtneruraIJeI[e loq tep uedeor el ttrerlp ua ueqqeq ot pppe8 uee8 arroeql {oo {r urJrt{ir ueuurzJel -Jeeus ep sF erJoeql erexaldruoc uaa ue,r tuo rlf,srtsrleeJ erroeqt uae oz ue>l >lI,,3eer81ftq uez' Sooteq ter{ uEA >lnrpur [q IeeA ep repuo teru F?tol 6uewtle1lSez'..ue1ats ue1 ueErra ep leru sI leH'1Iz JEE{la uI erJoaqluaple^IunluEr\&I eP eoq uel -pedeq erroer{tre?us t€p do reeru uep tund3enrsod qe;ftrqcg,, -e3or et trn ruo prnnpa8 reef 3rgft3r u6oz >loo Ueeg teH'tlre ! elroer{t erp eoq uadft:3eq lem af taour erroegt ef ue,r epuw8 -tm ueop el Eurledsroo,r uee uro .ree141,,3ee.r31ftqfez '..1ft1 -eqleleq llnpuoJ sI'ueop ue1Jr.la. uepnoz ueEurledsroo,r ra8uel leru rrnerooqtreeus trp aepr leH,, ;OUII3O Ap l!!lepu!g1n
.6'rlrlaJoequeEusep rooA Suulnqrsree.,ra.erooru uee F,.r q{I l?CI'epun>lrnnteu ep ur uep ua,role8 SurB epunlsr.ra, ep ur reeru [iq lepruo pFEqeq raaru
.,'en31 -serd elaq uea sr'ueproo $ueeq et az uto ulv pure Ieeq uee IE ua'ueflels ueuun>l ue8eJ^ elatuerutpunJ lJoos ]rp erroer{lJreus eP ueuulq a \ ltCI aelJelttu eJa>luoPre sI luorttlylelelr)lreo uee ra s€ r ruor€Elf!2ur3eq uee pfu geeq IuoreEA!assrsuerurpelrurnr erJP e.4aueuue{ uroJ?e1{tiFlaaq puaftprrn uee ur o^\ ue^el
-[!q t"q ur'epunrynnltu ep uI ue8tr,r alftrfiuqeq ele1'sr lrlf,eDl -elJee.nzurnluelrl>l uel erJoeql epue>lJe.&\ a8rue ap lueruoru trp do req 1ep ue,ra8a8 1ftr8ue1aq uee teq sr repro1'd-rros Je leru 8ou uoo.Lre8 sr teq lue \'ueop ua8urledsJool alerJuoJ eloq ue ueltezuea teru 8ou terreddeuerrus elor8 laq uouun>l a4y'preq8rure11ueeS sr tEC'lBu)lreo ap'uele8 elrerra.z'sa[1aep alp 'ualqJ?DI ep'ue,rfr:qrseq sefietaoru erJoeqt aq'ues1ee1d uedo 1ae.l.8ou e.,ra. uerz tue>lueuurq ap u?v'lse p saftnlqozznd elseeru ep ue334 reECI'tue>luetmq ap uer lezznduereus ap lrru err ueuuo8aq lazznd8al uee Jerrr sF teN,,'erroer{uteus ep JeAo uellal at Iaeproo uee uro Seon at leerr 8ou laq lpurrr3ee.r&1ftq
el llooq rnnltu ep lelr^ UEAJeAo eP UEPluraeu suaru ec,, IoJ .;leru srepue ua 'peo8 req sr 'geeE ua8az ulrz erp slv'prueoueq sr sned lol erp purtuer uar 3uruaru ap JEBru'uetragep rearu laru Surp -unspleqfte r ftq ualal tueruoru tep dg'ar8r1er apun>lrnnteu ueleour rp:orw'uepq8e I ua]uerrrrredxa op ertl,spualedsJool ualete8 sreddeqcsuetalrr.1rp adrcurrd teq ue ueop ueteoru puetsJr Jee \ e.4auapnoz ueCI'uetreJ eletuerurredxe ap uep seu. relft.r8ueleq 'puo lue8ala ue rooru oz arJoeql uaSra uftz 3IP PuBIIIOIue,r 3uruaw ep urJ?r1\\ Tadplp aznarS4or leq reeu uereoa5nral suo rf,rleJoeqtrtrus ual[ l uerr{f,ssrw,, :uerutle1
ruoJEBlf!']eru lEBrueleq NP ulrz'uarueuuee puelardsnazue,r sp ft.r,r.erp uetral Flutr ueg,,'p1a1se3uapro. a uauun>l {re^r -ruwJ Jeput e1e1ueuea8 ur arp uaflels e] ue8er,r tr?leol laq srJoaqt ap tep sr '.ueqqeq roo.l, 3urrap.ree.a epuaoplo uo sncrs,,! -I{Jsllerrreqletu esuepralsurv ep sue31o,rsfelsef,rtrJf,€p Jrrl5 ,,'uel?ts efrels.z ue erSreuerunnJel ep uee luep'ualasuftqcsrarr uaruoueSreerrl uee ulv preelelereE tf,eJrp erp ue8er,r It?ruafl€ uftz lep u![ 'erroeqt u.oz uro ueSurrds et ueTrz'arSolourso>1ap ur repuoz
uat€tlnser e.^anaruuee? 9761 Eu uretsurll Uaeq sred rueqerqy e8rpunrynnteu ue sue8lo^ reew'pree Jnp 3ee.r8orq-uretsurg -orturaS 8ou ualueun8r? t-roos rcp JIez uretsur:l Uaaq s?rleH 'ueror{ smqt teru lel ter{ ur erp ueluerunS.re ellrJue8reuo uftz'preqlftpnnl?u ue prequooqls'eque8ele lot 3uq>larreq leur uelund arp ry'Surueur uee uep reeur laru sr lrq;lue8ala erroaqlrerus eP sI 'ueop nu rJrle-roeqtrrEus ep le,^ sr lecl'ueop
,,'tthlo apnuoJdp14ua uaflazup?pxu Eo
Dijkgroofscreqtieve weergovevon snoren.
omgekeerde oerknal, en dat geeft goede hoop dat we uiteindelijk ook de waag wat er blj de oerknal gebeurde kunnen aanpakken." Als hij tien fundamentele theorie6n van de natuur zou hebben, zou Dijkgraaf ze alle tien met evenveel 6gards behandelen. "Maar we hebben er geen tien. De snaartheorie is voor mij de enige serieuze kandidaat op dit moment. Iedere fysicus wil een theorie meteen afichieten, maar dat is in dit geval nog niet gelukt. Ons begrip van de theorie is alleen maar spectaculair toegenomen.'We hebben de vele interne inconsistenties die theorieEn kunnen plagen allemaal omzeild. Het is een uitdaging om te proberen uit te vinden ofde theorie, die alle ingrediEnten van de moderne fysica in zich draagf, onze wereld daadwerkelijk beschrij ft ."
Onderzoekers ziin meelopets "De snaarrheorie is zo ambitieus dat ze alleen maar volslagen juist kan zijn, of volslagen onjuist.'W'at er wringt is dat de wiskunde ook zo nieuw en moeilijk is, dat we nog decennialang niet zullen weten welke kant de wijzer zal uitslaan", schreef Nobelprijswinnaar Sheldon Glashow midden jaren tachrig."De theorie is voor haar bestaan afhankelijk van magische toevalligheden, wonderbaarlijke ophefingen en relaties tussen schijnbaar ongerelateerde, en mogelijk onontdekte gebieden van de wiskunde. Zljn deze eigenschappen redenen om de realiteit van snaren te aanvaarden?Wordt het zuivere experiment verdrongen en overstegen door wiskunde en esthetica?" Een decennium later was Glashow milder. omdat onderzoekers die andere wegen dan de snaartheorie waren ingeslagen in tien jaar tijd geen enkele vooruitgang hadden geboekt. Hlj zag de snaartheorie vanaf dat moment als 'the only game in town'.Veltman beaamt dat, maar windt zich er ook over op. "'Waarom is het'the only game in town'? Het feit dat er wereldwijd zoveel knappe koppen aan werken, zegt helemaal niets. Het gros van de onderzoekers zijn meelopers. Ze ktnnen geen eigen weg verzinnen, maar lopen achter Edward Witten en consorten aan. Als ik nu jong zou z1jn, zou ik toch proberen een andere route te vinden dan de snaartheorie. Natuurlijk is dat ook een hels karwei, maar er zijn veel te weinig jonge onderzoekers die het proberen." Veltman haalt een voorbeeld uit zijn eigen onderzoekshistorie. "Eind jaren zestig gaf niemand meer een cent voor de vel-
dentheorie. Allerlei andere wilde ideedn kwamen op, en een bepaalde nieuwe theorie kreeg veel aanhang. Ik heb toen ook wel eens gedacht;'als er zoveel mensen aan die theorie werken, dan zal er wel iets goeds inzitten'. Maar toen ik ging rekenen, raakte ik van het ene in het andere onoplosbare probleem. Toen zei ik tegen mezelf; 'laat anderen maar aanmodderen, ik volg mijn eigen weg."'En die eigen weg bleek succesvol. Met het Nobelprijswinnende werk vanVeltman en t Hooft van begin jaren zeventig kwamen veldentheoriedn weer helemaal terug, en die vormen nog steeds de basis van het Standaardmodel. Dijkgraaf vindt de sneer vanVeltman naar jonge onderzoekers onterecht."Mijn indruk is dat juist de jongste generatie alles aanpakt, zoals bijvoorbeeld uiteenlopende aspecten van de hoge-energiefysica. Somrnige worden daarbij geihspireerd door de snaartheorie, zoals extra dimensies, maar andere ook weer niet." Alles Of niels De snaartheorie steekt wiskundig uitermate rigide in elkaar. Er is geen ruimte om via schroefes en knopjes het geheel nauwkeurig af te stellen op de experimentele resultaten. Het is een theorie van alles of niets. "In het algemeen kennen we in de natuurkunde theorie€n die allerlei ruimte tot manoeuvreren hebben" , zegc Dljkgraaf . "Uiteindelijk pas je het model dan flet zo lar.g aan tot het de werkelijkheid beschrijft. Ik heb daar nooit echt vrede mee gehad. Ik vind hetjuist een zeer aantrekkelijk idee dat deze theorie zo weinig mogelijk experimentele invoer nodig heeft en zo uniek mogelijk probeert te z1jn." Via een achterdeur kunnen er in de snaartheorie toch kwesties opduiken waarin keuzen moeten worden gemaakt, bijvoorbeeld in de begintoestand van het heelal of de manier waarop tien dimensies tot drie dimensies oprollen. "Waarschijnlijk kent de theorie vele niet-equivalente grondtoestanden, zodat niet duidelijk is dat de theorie een unieke beginconditie van het heelal voorspelt", aldus de mathematisch-fysicus. Om de massavan het elektron te voorspellen, hebben snaartheoretici wellicht de beginconditie van het heelal nodig. Yeltman:"Ze zeggen dat ze met de deeltjesversneller Large Hadron Collider (LHC), die in Gendve wordt gebouwd, wellicht supersymmetrie kunnen aantonen. Supersymmetrie vormt een essentieel element van de snaartheorie. Maar ik ben cynisch genoeg om te zeggen dat als de LHC geen aanwljzing voor supersymmetrie vindt, de snaartheoretici dat wel weer in hun theorie zullen repareren.Zo
24
Notuunrvetenschop & Techniek I september 20O3
gart het elke keer.
r6-rnT /Bqr-7u]bn'su-f loorOIlC lulq'o|q'o+nlnDdbt!-{E I W LCl-Ul
,@ fnp-F6-q5iUn-DSI53lsrqd?v\,ry\,^uow+len @ tlot tL1nPil
u v : t\.0)tl.l. ;'t I r.tJ<
lelrlrDslroMro+ed :lauielul puoM cur+uer3s t00z'ourqsrlqnd 't.)ts,(tfl.\)tttuI ,l1y1tt,ttut1.t lr s,l.r:lsl;1' ptr sDL,l
'uor!+lensnuuolA
zooa ol+lpe'sneL]+eurord :uJOpre+sLuv ' ) rstt t) I 21.t.) I I t, t,)tI .tDI t r I tl.\\ 4.)0.: t t)E .- l'tttddttl.ts )p utrt t!,itt.)JsiluttJtl ,t(f
'llooH proroo +, 'sreosreplaqrv l00z 's)llv .tDDUltPot;1,)o:.)p uht )u0.)tl_l.,tP !.) s.)rii/,ltllP tt,tii.ttttlllt' t 0.tt,tt:.t,tt{t K -,tt t tLtfttt,ls J/lJs/lrlso,),r(I
'eueereuolrS z66t'sncoqv 'i!slqi lttr
!LDl,ot!t
ttuttttuLt,l litptl)tll
- !ttu)')
'lcrele seuJof :9UD[!rOlUl
(apuaJaf,grun'eSrPnoAuJJ r ..'lua{ rxJo^ eroour 'eureuln uee teru uep rnnt?u epJo Seerl uado uea sI laH F 'uerz ez eoq uessrTseq uero^elue^ Ie laru eA, u3l leoru lrnre '3eel -eoru 'ua>laozrepuo Plere.4a3p e.4asIY'oz >loo teP sr u?p e^Nneru uee spesls uEA ue[edJE leq uEA uePJo.^aeoru ue >lerz e \ ue'uaBEI ueuaollnu talu ualftl rn uea re€u e \ lEp llfllq sl€ IEEW'uftz Suqleptuo orooru uea noz teq'oz leP sr urP 'nou'lJBrI{JeA sellt erp sr to. a oruerlln e8rpno^uee uae re lep t{ftlq sly'uaulo>l et uele^r et Plere^\ eP re^o reeru ueelle reeq -ord >lI'opun>lrnnlru ep u?A ue]]e. a eruertln ep rEEu 1roz do ]eru ueq {L,:s€./$. .&\nae aoz aP u?A rrrs.g et$lftrPeol^ur ep us uee erp'snJrlaJoar{] esueDlrJeruv'e^erl?erf,ue etuEdoqtueu Jp leru s.4Aer^Jelurlrn lJeelrf, snrua) erJetaorq-uEruuLsJ ac'se[[v ue^ arroeqJ uee ur^ >lerroler 3p uBA raeI}e uea Peq liq {oo 'luorurrodxe leq ur^ JeA al erJoeql eP Puols eePr uftz roo^ 'se./\\JooA pno et lqJrIIe^, re ftq lw ftq raz sruo5 'et>Frtlleelu ueJefelsJee ep ftq ue rErr\&'erroequreus ep uet sueeue^e aplaJft^l;'epJeerssnJsrp eot ue Je Srtsezuarrf ur8aq ueurflan ar^r teru'uBruu.{3J prrqrru snrrs8 uePrlre^o 686I ur ec .,'uftz uetooru sol ser8r1erep ur slappruur uepnoz e1{\'ldopl erp 8unftrr{f,seq uee sr ue>lroz a^\ ttp eSlue teH isl ra SuDIftleSreAoue erpJo teru IErrueleq r{fol uela \ e \ rttw 'Uftrrlrsag rnnleu elaq ap arp ue>laoz Surllqe8re,r uee teeu ez lep uedeor ueSnuuos,,'uflutle^ uoa8ear'.(uedo>lra e] peo8 'r[,,'sa1y u€A arroeqJ elartuetod sF alroegue€us luftqls ltp ep u? ue-reuodlaq u€r pSrPuozeq qt.allP qlrz uaqqeqJlaz rf,neroaquerus >loo reeru'rnnlerelrl e>lftTeddrqlsuele.4Alr€Indod ,,'lsBdeSuEeltErrraa.4alIE sr edrcurrd t?p >loo 'lpftus lnoq Ie.l.rtdn€qreqn elrteuruLsredns ur^ adrf,uud teqJo >lftleprnptoru F€rualeq 3ou st uerpue.rog
