Interview Lieven Vandersypen Disclaimer: Dit is de ruwe versie zonder spellingscheck. Waar heeft u gestudeerd en hoe bent u op de TU terecht gekomen? Ja, ik heb in Leuven gestudeerd, ik heb daar werktuigbouwkunde gestudeerd. Ik heb tijdens mijn studies ook een jaar in Spanje (saragossa ?) gestudeerd met de Erasmus. Dat zal ik iedereen aanbevelen, als je de kans krijgt naar het buitenland te gaan. Op het eind van mijn studie had ik zin op opnieuw naar het buitenland te gaan, om naar een van die amerikaanse topuniversiteiten te gaan. Gewoon om een jaar erbuiten te studeren. Toen ben ik naar Stanford gegaan. Ik was vooral geïnteresseerd in…. Ik kwam uit de werktuigbouwkunde en was gespecialiseerd in beetje de mechatronica, zo’n beetje tussen electronica en mechanica in (programmeren). Ja ik was geïnteresseerd in mechanica op heel kleine schaal, dus dat was in het midden van de jaren 90, 1996 en dan waren er mooie plaatjes van kleine ronddraaiende stappenmotoren op een chip en kleine spiegeltjes die heen en weer klapten op een chip, dus echt heel kleine mechanische dingentjes, micro-electromechanicalsystems. En daar wilde ik graag meer over leren. En met die gedachte ben ik ook naar Stanford gegaan. Nu was het ook zo dat toen nog – nu niet meer – voor alle ingenieurs in Leuven, van Civiel tot WB tot electronica enzovoort, was er verplicht een vak kwantummechanica in het tweede jaar en ik vond dat geweldig boeiend. Als ik op Stanford was ben ik ook meer vakken ervan gaan volgen. In de loop van dat jaar op Stanford had ik besloten dat ik graag wilde promoveren. Ik kreeg ook de gelegenheid daar te blijven om te promoveren, dat heb ik ook gedaan. Dus ik heb daar promotieonderzoek gedaan. Tegen het eind van mijn promotie, ja keek ik er toch wel weer naar uit – ik heb er een geweldige tijd gehad – maar dan ja dacht ik toch als ik nu ga settlen dan wil ik toch liever in Europa terecht komen. Ik had toen ook in de loop van dat laatste jaar beslist dat ik in de wetenschap verder wilde. Ik had dan ook een vakgebied gekozen waarin ik verder wilde en daarin blonk Delft gewoon uit. Ik ben toen papers aan het lezen geweest en het viel me toch telkens op dat er in Delft zoveel goede dingen gebeurde op dit vakgebied. En het vakgebied is dan mesoscopische fysica, zo’n beetje kwantumeffecten zien in structuren die toch groter zijn dan 1 atoom ofzo, die je gewoon maakt op een computerchip. Daar dan kwantumeffecten in zien en in de greep krijgen. En dan ben ik dus met (Hans Mol?) gesproken, met Leo Kouwenhoven gesproken, en ik was dan ook begonnen bij Leo Kouwenhoven. En natuurlijk, je weet dat ik uit België kom, het feit dat Delft ook nog dichtbij België is, is dan helemaal (vet?).
En u bent bij werktuigbouwkunde begonnen. Heeft u aan het begin nog compleet andere dingen als ambities gehad?
Ja ik zag mij wel in het onderzoek doorgaan. Wat ik denk ik in het begin van mijn studie voor ogen had was dat ik na mijn afstuderen zou gaan werken bij een onderzoekslab bij een bedrijf. Bv Matlab bij Philips had ik wel over gehoord. Dat is nu ingekrompen maar dat had ooit een hele sterke/goede naam. Natuurkundig laboratorium van Philips of Matlab. En dan misschien doorgroeien daaruit naar het management van het onderzoek en dan management van het bedrijf. Zoiets dacht ik toen… Ah, zelfs helemaal weg van de natuurkunde? Ja. Maar goed, in de loop van mijn studies, eigenlijk op het eind van mijn studie was dat misschien ook wel niet zo heel anders. Ik ben naar Stanford gegaan met het idee daar voor 1 jaar naartoe te gaan en dan te promoveren bijvoorbeeld bij (imaq? In Leuven) of bij het bedrijfsleven te gaan. En ook in de tijd van mijn promotie heb ik opnieuw getwijfeld over wat ik zou gaan doen. En ook met mensen van dienst voor loopbaanadvies gesproken daar over wat ik zou gaan doen en die vertellen je niet wat je moet gaan doen maar die stellen wel vragen waardoor je zelf wel beter door krijgt wat je echt boeit. Ja, en dat was dan toch de wetenschap. Dan dacht ik toch van dat leeft vooral voor mij, dat is dan toch de wetenschap. En dan heb ik er ook wel expliciet voor gekozen bij een universiteit te gaan werken. Ik heb een deel van mijn promotieonderzoek, he ik was dus bij Stanford promovendus, en een halfuur van Stanford ligt een lab van IBM, IBM Almaden Research Center. En ik heb daar eigenlijk het meeste van mijn promotieonderzoek gedaan. Een promoter van Stanford heeft me in contact gebracht met iemand daar en toen heb ik vooral op IBM gewerkt. Dat was ook een fantastische tijd, maar ik had voor mezelf wel een idee dat ik op een universiteit wilde werken dan in een onderzoekslab weg van de universiteit. Dus buiten het commerciële eigenlijk? Ja, maar je hebt ook buiten (=buitenland?) een nationaal lab, wat niet commercieel is, maar waar geen onderwijs is en waar geen studenten zijn en ja dat trok bij mij wel aan, die universiteitsomgeving. Met onderwijs? Ja, en misschien heb je daar nog wel het meest een academische vrijheid. Dus je kan echt, meer dan bij een nationaal lab of bedrijf, kun je je eigen richting kiezen. Ik heb bij IBM senior onderzoekers meegemaakt die toen ik daar was te horen kregen dat ze direct moesten stoppen en iets anders moesten gaan doen. Dat gebeurt niet zo vaak daar, maar dat is toch een rare situatie. Misschien is het ook wel een normale situatie, maar het trok me wel om die volledige vrijheid op te hebben. Want u heeft hier echt volledige vrijheid om te kiezen waar u zich op gaat focussen?
Ja. Als je universitair docent bent, of hoogleraar, dan is dat ook het idee dat je zelf je onderzoeksrichting uitzet. En natuurlijk is het zo, een afdeling je geen aanbod zal doen als jouw interesse niet aansluit bij wat zij denken dat goed past. Maar die interesse kan ook evolueren en ja dan kan je dat doen.
Wij hadden het net heel kort over uw promotieonderzoek, daar is natuurlijk best wel veel media aandacht voor geweest. Met de kleine quantum computer. Zou u daar wat over willen vertellen; hoe u daaraan begonnen bent en hoe dat verlopen is? Ja dat was ook weer via een omweg, eigenlijk. Dus via de interesse om MEMS te doen, micro-electrical mechanical systems, en ook iets met kwantummechanica erbij; was ik een paar maanden gaan werken aan een project waar het uiteindelijke doel was om echt kwantumeffecten te zien in een mechanische resonator. Ik heb toen gewerkt aan een kleine (uitkragende?) balk, een balk die aan één kant is (ingekort) eigenlijk. Op een chip gemaakt he, een MEMS device. Maar ja, dat was dus in 97, en het werd toch wel snel duidelijk dat het eigenlijk te vroeg was om te hopen om binnen de tijd van een promotietraject echt de “real thing” te doen, waarbij je echt de kwantumeffecten kan zien in de resonatoren. En achteraf gezien klopte dat ook. Dus die doorbraak experimenten zijn 3/4 jaar geleden geweest. Het was anders een wel heel lange promotie geworden als ik dat… maar goed dan was ik op een gegeven moment in contact geraakt met Jim Harris, die mijn promoter werd en hij sprak over een nieuw project wat hij pas met enkele anderen aan het opstarten was over quantumcomputing op basis van kernspinresonantie, dus magnetische resonantie. (NMR?). Dat was een groot project, gefinancierd door de overheid. En zijn rol daarin was om een kwantumcomputer op een chip te bouwen. Een NMR computer op een chip, en dus zocht hij iemand die kleine spoeltjes ging micro fabriceren of een kleine holte waarin een beetje vloeistof werd opgesloten erbij zou zetten, dat soort dingen. Het was nog niet zo heel goed gedefinieerd, maar het idee was: we hebben grote NMR apparaten die we in de chemieafdelingen en bioafdeling worden die gebruikt om molecules te karakteriseren en te checken of je chemische reactie goed is verlopen bijvoorbeeld en ja die apparaten konden meteen gebruikt worden voor kwantumalgoritmes maar het idee was als we zoiets op een chip zouden kunnen maken, zou dat misschien wel de toekomst zijn. Dus daar ging ik mee aan de slag. Ze hebben mij dan ook laten zien hoe die grote bestaande apparaten werken en hoe je ermee overweg kan gaan. En dan, ja, het leek mij aanvankelijk een goede combinatie, kwantum computing, dus kwantum kwam erbij, en micromachining, nanofabricatie kwam erbij, dus dat leek wel interessant. Maar tamelijk snel geraakte ik meer geboeid door die kwantumalgoritmes, en dat echt uitproberen en aan het werk zien van die kwantummechanica, eerder dan te proberen zo’n spoeltje op een chip te gaan maken, dat leek me, ja , eigenlijk niet zo de moeite waard. Vooral
ook omdat het ook al duidelijk was vanaf het begin dat die aanpak van kernpinresonantie, dat daar toch ook wel beperkingen waren en om dat dan toch tot een chip te gaan maken, iets wat in mijn ogen niet echt nog vele jaren zal doorgaan leek mij ook (voorbariger?) en ook niet zo relevant. En dan heb ik wel wat discussies gehad met mijn promoter, want die had mij natuurlijk aangetrokken voor dat project en ik wilde dan eigenlijk liever die algoritmes gaan doen op de apparaten bij de chemie afdeling; dus daar probeerde ik hem van te overtuigen dat het toch wel interessant is en dit en dat, maar uiteindelijk, en daar ben ik hem heel dankbaar voor, heeft hij mij de vrijheid gegeven om toch echt met mijn project een andere kant op te gaan. En dan ben ik dus bij de chemieafdeling gaan doen en voor het eerst kwantumalgoritmes uit te testen. In het begin was dat een heel simpel molecuul, chloroform molecule, CHCl3, en de C, dat was een koolstof-13, niet een koolstof-12 wat het meest gangbaar is, dus die had een spin-1/2 kernspin, en waterstof heeft ook gewoon spin-1/2 kernspin; en dat waren dan 2 quantumbits, de chloroform atomen deden niet mee. Dus we hadden een 2qubits computer, en daar hebben we de eerste (algoritmes?) mee uitgevoerd. Ja in de loop van die 4 jaar, zijn we experimenten gaan doen op grotere moleculen met meer quantumbits, zijn we van 2 naar 3 naar 5 gegaan en uiteindelijk naar 7. Die moleculen met 7, dat waren hele bijzondere moleculen, daar hebben chemici bij IBM hebben daar eigenlijk een jaar aangewerkt. En dat was ook wel spannend, want tot de laatste stap in die synthese voor elkaar is, kan het ook nog misgaan. Dus ik was heel opgelucht dat tegen de tijd dat ik zelf zover was, dat die moleculen er was. En dan hebben we daarmee het laatste experiment gedaan van mijn promotie, en dat was dan om de delers van het getal 15 te vinden met die quantumcomputer. Ja dat was 3 en 5, dus dat lukte, dat experiment, en dat was dan ook de kroon op mijn promotie. Ja dat heeft dan ook de aandacht gekregen, eerlijk gezegd was ik toen we eraan begonnen maar matig gemotiveerd om dit experiment te doen, omdat ik vreesde dat het vanuit de natuurkunde en vanuit de wetenschap, een beetje hetzelfde zou zijn als het experiment wat ik net had gedaan met 5 spins, dan dacht ik ja dat moet ik nu dan opnieuw doen met 7, maar goed het leek mij… Het werd al snel duidelijk dat als het zou lukken dat het ook wel weerklank zou hebben, en daar ben ik dus mee aan de slag gegaan. En uiteindelijk bleek 7 toch weer nieuwe vragen en uitdagingen te bieden en was het ook wetenschappelijk heel interessant, we kwamen er weer een stap mee vooruit, dus dat was wel goed. En wat ook natuurlijk een rol speelde bij de persaandacht is dat IBM een heel professionele machine heeft om persaandacht te vragen. (Dat is waarom daar een kopie van de NewYorkTimes hangt van toen?). Niet helemaal linksonder maar ernaast. Die foto hangt in zijn kamer op zijn bureau. Paar irrelevante dingen over die foto die niet getranscribeerd worden.
Ja want u heeft uiteindelijk ook voor, tenminste dat las ik ergens, dat u ook voor Science en Nature nog dingen geschreven heeft. Was dat ook toen al?
Dat laatste experiment was in Nature. Het eerste experiment dat ik gedaan heb was ook in Nature. Dat zijn natuurlijk wel flink gewichtige tijdschriften om voor te schrijven.Hoe is dat dan om eigenlijk vlak na je promotieonderzoek, niet zo heel lang na je studie, om op zo’n grote schaal met natuurkunde bezig te zijn? Ja,dus die eerste Nature paper was voor mij een beetje onwerkelijk. En, ik kan me ook herinneren toen m’ n begeleider zei van, hij heeft me eerst gevraagd van Lieven wil je dit artikel opschrijven en we gaan het naar Physical Review & Research International opsturen (17.00, niet helemaal zeker dat het dit tijdschrift is.), dat is een prima tijdschrift maar niet een toptijdschrift. En ik ging ermee aan de slag, en toen had ik een eerste draft. En toen had hij het er meer nog meer mensen over gehad en over nagedacht en hij zei, oke,weer je wat, we gaan het naar Nature sturen. En dan dacht ik van ah nee dat kan toch niet,dat was toch veel te makkelijk. Het was eigenlijk een heel makkelijk experiment. Iemand die mmr al in de vingers had die zou het volgens mij in een paar dagen voor elkaar hebben. Ik had er wel langer voor nodig omdat ik nog moest leren hoe dat apparaat werkte en hoe je die dingen moest programmeren enzo. Dus, maar wat ik daaruit geleerd heb en ondervonden heb is dat het niet is omdat je iets heel moeilijks doet, of dat het ook niet is omdat je heel hard gewerkt hebt, dat je in Science of Nature komt. Maar omdat het vernieuwend is en belangwekkend is. En dat had ik toen nog weinig door, maar mijn begeleider gelukkig wel, dus dan is dat artikel in Nature gekomen en dat laatste artikel van die delers van 15, dat zou me wel echt verbaasd of teleurgesteld hebben als dat niet in Nature kwam, omdat ik toch dacht dat dat wel een belangrijk experiment was. Ja, dat dan die referee reports komen en dan komt uiteindelijk het goede bericht dat het geaccepteerd wordt, dan is dat toch wel echt een geweldig gevoel; dan zweef ik ook wel echt. Maar ook nu nog. Het is ook niet elke dag dat we een artikel in Nature of Science hebben. Het is nu alweer een paar jaar geleden en volgens mij heb ik intussen iets van 8 keer Science en Nature gehad. Maar, het is toch heel bijzonder. Sindsdien is natuurlijk ook weer heel veel gebeurd. U heeft ook een eigen lab, het vandersypen lab. Waar wordt daar op dit moment aan gewerkt? Waar bent u zelf mee bezig? Ehm, we zijn bezig met het bouwen van een quantumcomputer. Zei het nog op heel beperkte schaal. Nog minder ver dan bijvoorbeeld de delers van 15, dus we hebben een stap terug moeten nemen. Dus die mmr aanpak die
was heel toegankelijk, ik zei ook al, het was heel makkelijk aan het begin. Dat experiment met 7 spins was lang niet makkelijk. Daar hebben we echt hard op gezweet. Maar, die aanpak die zat daar meer ook aan zijn grenzen dus we moesten naar een andere technologie, waar je een stap terug moest nemen en hopelijk daarna ook echt kon doorpakken. En dan heb ik gekozen om verder te gaan met spins, maar niet meer met kernspins in moleculen, maar met electronspins in halfgeleiderstructuren, quantumdots, waar Leo Kouwenhoven een grote naam in had opgebouwd, en daar ben ik dus als postdoc aan begonnen en dat project heb ik kunnen verderzetten als universitair docent. En daar werk ik ook nu aan als hoogleraar. Dat achteraf gezien ging alles veel langzamer dan ik had verwacht eruit aan het begin, maar hebben we er ook veel meer uit geleerd dan verwacht. Dus er zijn echt heel veel verrassende effecten gekomen die we niet hadden verwacht, maar die wel heel interessant bleken te zijn en die we dan hebben uitgezocht en die ons ook weer verder helpen om die systemen beter te begrijpen en als een basis voor de quantumcomputer te kunnen gaan gebruikten. En daar werk ik ook nu aan en de laatste wending daarmee is dat we een overstap aan het maken zijn naar een nieuw materiaal, wat eigenlijk het meest bekende materiaal in de halfgeleiderindustrie is: Silicium. Dus voor ons is silicium het materiaal van de toekomst. In de halfgeleiderindustrie hoor je dingen zoals grafeen of galliumarseen of carbonnanotubes of nanodraden dat zijn dan de materialen van de toekomst maar voor de quantumcomputer is op halfgeleiders silicium het materiaal van de toekomst. Wat we tot nu toe vooral veel gebruikt hebben was galliumarseen. Daarmee kon je heel goed die nanostructuren maken, die quantumdots. Waarmee je echt individuele elektronen kan vangen. Hier is een elektron, daar is een elektron gevangen, en dan de spin daarvan kon je ronddraaien en uitlezen en koppelen met het elektron daarnaast. Al die dingen hebben we voor het eerst in Galliumarseen voor elkaar gekregen. Maar de coherentietijd, de tijd gedurende welke de quantumsuperposities bewaard blijven, die was in galliumarseen erg beperkt. En de reden was dat alle galliumatomen en alle arseen atomen, die hebben een kernspin en die kernspin, ondanks dat we bij hele lage temperaturen werken, 20 mK, en ondanks het feit dat we een magneetveld hebben van een paar Tesla, Is het energieverschil tussen die twee spintoestanden van de kernspin, nog altijd veel kleiner dan de thermische energie. Waardoor de kernspins in random richtingen wijzen. En als er nu een elektronspin in zo’n quantumdot zit, dan voelt die het magneetveld van al die kernspins waarmee die overlapt, alle atomen waarmee die golffunctie overlap. Hij voelt al die kernspins. En omdat al die kernspins in willekeurige richtingen wijzen, is ook het collectieve effect random. Het is alsof er een random magneetveldje wordt toegevoegd aan het magneetveld dat wij hem zelf aanbieden. Waardoor de spin de ene keer wat sneller gaat en de andere keer wat trager gaat, waardoor we binnen 20 ns niet meer weten in welke richting die wijst. Dus dat is best snel. En in Silicium heeft maar 5% van de atomen een kernspin. En ipv 20 ns is het nu een
microseconde, en het gaat nog beter worden want die kernspins die kunnen we er nog uit halen, daar zijn we mee bezig. Dus isotopisch gezuiverd silicium, waarbij je enkel nog silicium 28 hebt, en dan wordt die microseconde honderdern microseconde. En dat is echt ruim lang genoeg. Zelfs met een microseconde zijn we al ongeveer in business. Kunnen we echt al heel mooie dingen doen, en dat is echt ene heel belangrijke wending. En ik moet zegggen, mij eigen kijk op waar dit vakgebied naartoe kan, is met de komst van silicium echt helemaal veranderd, dus met galliumarseen zag ik waar we tegenaan liepen en met silicium zie ik gewoon op dit moment nog wel dingen die we moeten oplossen, maar ik zie nog niet de limieten van waar het naartoe kan. Dus dit zou echt gewoon all the way kunnen gaan. Hoe ver hoopt u of denkt u te komen met echt de quantumcomputer komende jaren?
Op dit moment zie ik geen limieten en denk ik dat het gewoon moet kunnen en de komende jaren willen we laten zien dat, willen we komen op een punt dat het bedrijfsleven zegt, ja dit is het gewoon, dit werkt. En nu gaan we het gewoon oppakken en bouwen, op grote schaal. En grote schaal bedoel ik dan niet vele kopieën, maar van 10 of 100 quantumbits, naar duizenden of miljoenen. Want miljoenen quantumbits dat is niet iets dat je in een natuurkundig labaratorium voor elkaar krijgt, daar heb je echt industrie voor nodig. Sowieso zijn we met ons nieuwe instituut Qutech, ik weet niet of je daarvan hebt gehoord. – niet echt – Oke,dan wil ik daar wel over vertellen, dus we hebben al jarenlang in Delft een sterke traditie en activiteit in het uitlezen van quantumeffecten in nanostructuren, en vaak ook in de context van het bouwen van een quantumcomputer. Nu kwam men met het vakgebied op een punt waarop twee dingen gebeuren. Aan de ene kant zien we dat om de volgende stap te maken in de wetenschap zijn meer en meer de uitdagingen een combinatie van natuurkundige vragen en open vragen van hoe pak je dit aan en welke fundamentele interactie gaan we gebruiken, echt heel fundamentele natuurkundevragen, maar tegelijk kwamen er ook meer technologische vragen bij en ook is ons geloof dat de quuantumcomputer er gaat komen de laatste aren versterkt, omdat er theoretische doorbraken waren en van onze kan, vanuit de experimenten. En vanuit die gedachte is een nieuw instituut opgezet, dat is vorig jaar door minister Kamp aangekondigd, minister van economische zaken. Het heet Qutech, Q U tech. En het brengt de mensen van EWI, de elektrici en computerwetenschappers samen met de natuurkundigen bij TNW en ook technologen van TNO en we zijn op dit moment dat instituut aan het opbouwen en nieuwe mensen aan het aantrekken om zowel de natuurkunde vooruit te helpen, maar parallel ook de basis te leggen voor technologie, en ook door die ingenieursinbreng de natuurkundigen sneller vooruit te brengen. Dus dat is eigenlijk QUtech. En daar zijn we dus druk mee bezig oom dat vorm te geven. Nu wil ik misschien nog
even terug naar jouw vraag, “Waar gaat mijn onderzoek over?”. Dus met die spinqubits in halfgeleider quantumdots. Dat is nog steeds een belangrijk project en daar werkt ook de helft van mijn groep aan. Ik heb nog twee andere projecten; eigenlijk zelfs 3 projecten. Een project gaat over quantumsimulaties. Dus het idee hier is eigenijk dat er fenomenen in de natuur die we niet begrijpen en in de technologie ook. Bijvoorbeeld, waarom zijn er materialen die al bij relatief hoge temperaturen supergeleidend zijn? Die hoge temperatuur is nog altijd min heel veel, maar dus high TC supergeleiding, dat is in de jaren 80 ontdekt, maar nu, bijna 30 jaar later, nog steeds niet duidelijk hoe dat werkt. En de reden is dat het een veel deeltjes fysica probleem is, waarbij op het quantumniveau heel veel elektronen met elkaar interageren, met het rooster interageren, en het is die interactie die ervoor zorgt dat dit gedrag ontstaat. Als je een elektron hebt in galliumarseen of in silicium, dan kun je het gedrag doorgaans beschrijven als elk elektron op zichzelf. Zo’n elektrongas daar neem je de interactie tussen de elektronen eigenlijk niet mee. Je beschouwt elk elektron op zichzelf. Je kan een bandenstructuur uitrekenen en dat is 1 deeltjesfysica. Je doet alsof elk elektron niet interageert met andere elektronen. Maar in die systemen zoals high tc supergeleiders of sommige magneten enzo daar heb je heel andere fysica, daar heb je correlaties tussen de elektronen, die ontstaan doordat de elektronen elkaar beïnvloeden, die de kern zijn van dit gedrag. Nu is het zo dat als je een elektron neemt, dan heb je een bepaalde complexiteit om dat te beschrijven. Als je twee elektronen neemt dan zou je verwachten dat het gewoon twee keer zoveel complexiteit is en drie elektronen drie keer zo veel. Maar wat blijkt, is dat als je quantumsystemen naast elkaar zet, de complexiteit exponentieel snel omhoog gaat. En een exponent gaat natuurlijk totaal door het dak heel snel. En zodra je maar een paar tientallen elektronen hebt, kan geen enkele supercomputer nog uitrekenen wat die doen en daardoor is het ook niet mogelijk o uit te rekenen hoe zo’n supergeleider werkt en is het ook niet mogelijk om uit te rekenen waarom moleculen een chemische reactie ondergaan. Je kan wel benaderingen maken en proberen om daar inzichten in te krijgen maar het echt gewoon helemaal uitrekenen vanuit de fundamenten is niet mogelijk. Maar een quantumcomputer die zou dat wel uit kunnen rekenen en kunnen simuleren. Maar daarnaast is er nog een andere aanpak, en dat is niet om een quantumcomputer te programmeren om zo’n simulatie uit te rekenen, maar je zou ook een quantumsysteem kunnen bouwen wat het systeem dat je wilt begrijpen nabootst. En dat is waar we mee bezig zijn en waar ik ook meer en meer mee bezig wil zijn. We hebben nu een experiment waarbij we niet twee of drie quantumdots of vier quantumdots op een rijtje hebben, maar waarbij we echt duizend bij duizend quantumdots in een grote array hebben. En in dat geval hebben we geen controle meer over elk van die quantumdots individueel, maar kijken we naar globale eigenschappen. We proberen een toestand te creëren daarmee, die eigenlijk de fysica van hoger temperatuur supergeleiders voor een stuk nabootst, en daardoor nieuwe inzichten te krijgen. Dus
dat is een tweede project, daar zijn we al een paar jaar mee bezig. Daarnaast ben ik bezig met grafeen, eigenlijk sinds die doorbraakpapers in 2005, waarin K Novoselov en ook een andere groep uit colombia, de groep van Kim. Waarbij die nobelprijs winnaars lieten zijn dat grafeen niet alleen bestaat maar ook echt heel bijzonder is. Dus dat was in 2005, en ik was toen wel geïnteresseerd om een nieuw project op te starten. En toen kwam grafeen langs en dat trok mijn aandacht, het leek echt een systeem waarin de elektronen zich totaal anders gedraagden dan in alle materialen die we tot dan toe kenden. En samen met vele andere ben ik daarop gesprongen. Dus heel veel mensen in de wereld die zagen dit en zijn erop gesprongen. Het was ook heel makkelijk om daaraan te beginnen, gezien je enkel wat grafietkorrels en wat plakband nodig hebt om dat grafeen te maken. Daar werk ik nog steeds aan. Het is een materiaal, dat blijft leuke fysica opleveren. Maar wat ook enorm veelzijdig is. Het is niet alleen interessant omdat de elektronen zich heel anders gedragen, als relativistische deeltjes echt, maar het is ook vanuit andere oogpunten interessant en ongewoon. Het is natuurlijk het dunste materiaal dat je je kan voorstellen. Het is enorm sterk. Het is nagenoeg transparant maar toch elektrisch geleidend. Het geleidt heel goed warmte. Je kan er gaatjes in prikken, maar als je er geen gaatjes in prikt kan er ook geen enkel gas doorheen. Het is echt heel uniek materiaal en dus naast het verkennen van die elektronische eigenschappen heb ik ook gewoon heel diverse projecten daarmee kunnen doen, ook heel diverse samenwerkingen. Bijvoorbeeld Cees Dekker stelde voor daarmee een experiment te doen over DNA translocatie en toen hebben we dat samen gedaan. Het is echt heel leuk om diverse dingen te kunnen exploreren. En dan ben ik al een aantal jaren geïnteresseerd in oxide interfaces. Dus dan breng je twee niet geleidende oxides bij elkaar en dan blijkt dat in sommige gevallen aan het tussenvlak van die oxides wel elektrische geleiding kan zijn. Dus elk apart zijn ze niet geleidend, maar aan dat tussenvlak krijg je een geleidend laagje, en dat laagje heeft ook weer heel interessante eigenschappen, die meer in de richting gaan van die gecorreleerde elektronen, waarbij het niet meer elk elektron apart is dat bepaalt wat er gebeurt, die kunnen supergeleidend worden, die kunnen magnetisch worden. Dus je kan magnetisme hebben, je kan supergeleiding hebben, heel interessante eigenschappen. Het gaat vaak ook niet samen, supergeleiding en magnetisme dus die combinatie is ook a uniek. Daar ben ik al een paar jaar in geïnteresseerd. Maar daar heb ik eigenlijk nooit echt aan durven beginnen omdat het toch weer veel nieuwe dingen waren. Maar nu hebben we een nieuwe universitair docent in onze groep, Andrea Caviglia, en die is echt expert hierin. En hij heeft dus een activiteit hierin opgezet in Delft en bij een van zijn projecten ben ik betrokken. Hij trekt het wel echt helemaal maar ik ben er wel bij betrokken. Samen met een van mijn postdocs werken wij daaraan. Dan denk ik dat we zo ook nog even op het onderwijs in moeten gaan natuurlijk, want veel van onze lezers hebben natuurlijk les van u
gehad. U geeft natuurlijk hat vak inleiding elektriciteit en magnetisme en u bent coördinator van de Honours Track. Doet u ook nog andere dingen binnen het onderwijs? De master geef ik ook nog vakken. Welke vakken zijn dat? Vorig jaar heb ik - hoe heette dat? – Ik weet zelfs even de naam niet. Je hebt dus Advanced Quantum, en dan heb je ook nog iets van Topics in Quantummechanics. Ik zou het even moeten opzoeken wat de officiële naam is maar ik weet wel waar het over ging. Maar dat het ik vorig jaar gegeven. De jaren daarvoor heb ik Mesoscopische fysica gegeven. Ook quantum information processing heb ik gegeven. Dat heb ik ook opgezet. Want hoe is het dan voor u om waar de eerstejaars nu mee bezig zijn En lange tijd heb ik Quantum gegeven in het tweede jaar, Inleiding Kwantummechanica. Als u het vak Inleiding Elektriciteit en Magnetisme neemt, hoe vindt u het dan om, naast dat u met allemaal postdocs en PhD’ers bezig bent, ook bij mensen die eigenlijk net van de middelbare school afkomen eigenlijk de basics aan te leren? Ik vind dat heel leuk. Ik vind dat echt heel leuk. Ik heb ook de opleidingsdirecteur gevraagd of ik een vak kon geven in het eerste jaar en het liefst zo vroeg mogelijk in het eerste jaar, omdat ik zelf wil proberen bij te dragen aan hoe studenten die overgang kunnen maken van de middelbare school naar de universiteit, dat is toch een andere manier van werken. Met de octalen hebben we het wel iets schoolser gemaakt, maar goed. Die overstap is toch een belangrijke overstap en voor veel studenten ook niet makkelijk. En ook is het zo dat in elk geval een aantal jaar geleden veel van onze studenten in mijn ogen de studie te weinig serieus namen en te weinig naar Delft kwamen met het idee van ik kom naar Delft om te studeren en hard te werken en mijn best te doen. De laatste jaren heb ik wel het idee dat dat veranderd is. Ik probeer daar zelf aan bij te dragen en ook uit te dragen dat de studie inspanning kost en ik vind het dus wel een voorrecht om zo vroeg in de universitaire opleiding van de studenten college te mogen geven en proberen hen te helpen bij die overgang. Is het ook goed te combineren naast het onderzoek? Het kost natuurlijk veel tijd om een college te geven… Ja het kost zeker veel tijd, maar goed ik ben dus niet voor niets naar de universiteit gekomen, dat zei ik eerder al. Ik vind lesgeven echt heel leuk eigenlijk. Ik heb daar veel voldoening van. Het kost gewoon wel tijd, veel dingen zijn leuk maar kosten tijd, maar je kan toch best wel veel doen op een dag. Nu is het wel zo dat bij de natuurkunde opleiding we over het algemeen een lichtere studietaak hebben dan bij veel andere plekken op de universiteiten maar ook andere opleidingen of
faculteiten binnen de TU, dus wat dat betreft. Dus ik geef nu Elektriciteit en Magnetisme in het eerste semester en nog een ander vak in het tweede semester, dat is dan een minder zwaar vak, minder intensief vak. En dat vind ik wel enerzijds het minimum om te doen, anders wordt het wel heel marginaal, je onderwijstaak, maar anderzijds ben ik ook niet vragende – oh en ik doe natuurlijk de coördinatie van de honourstrack, dat vraagt ook heel wat tijd – maar anderzijds ben ik ook niet vragende partij om meer college te geven, want dan wordt het echt wel moeilijker en moeilijker om het te blijven combineren met de wetenschappelijke ambitie om te proberen ook in de wetenschap echt de beste te zijn. Dat is toch waar ik naar streef. Met de octalen is het wel echt heel erg intensief. Het voordeel is, het is vijf weken dus het is overzichtelijk en dan is het ook klaar, maar in die weken moet ik alle andere dingen echt gewoon on hold zetten of op een laag pitje zetten. Ja vier hele ochtenden per week ben je sowieso bezig met onderwijs maar ook in de rest van de dag soms nog wat dingen voorbereiden enzo, en het is gewoon niet mogelijk om in de… Dus het komt erop neer dat ongeveer de helft van mijn tijd minstens, eigenlijk meer dan de helft, ja ik weet het niet, groot deel van de tijd gaat in onderwijs zitten en het is gewoon niet mogelijk om al de rest te blijven doen alsof je die onderwijstaak niet hebt, het vraagt echt heel veel inspanning. En dan schuif ik dus andere dingen vooruit, wat dan betekent dat het ook in de weken erna heel druk is eigenlijk, dan moet je ook nog tentamens nakijken natuurlijk. Na vijf weken is het voor de studenten klaar, tenminste dan gaan ze naar het volgende vak, maar zijn wij nog tentamens aan het nakijken. Dat is voor zo’n grote groep wel een werk. Dan u heeft u ook net genoemd dat u ook de honourstrack hier heeft opgezet, of eigenlijk de coördinator van bent, dat is nu een jaar of 4/5 aan de gang. [Ik sla nu het nadenken over hoeveelste jaar honours het is over, dat is niet zo boeiend] De zesde lichting is gestart. Want u bent natuurlijk vanaf het begin hierbij betrokken geweest hoe is dat opzetten gegaan en wat is uw rol geweest? Het initiatief kwam van de onderwijscommissaris van de VvTP toen. Die hebben met elkaar en met andere studenten een noodzaak gehad is misschien te sterk maar die dachten van, dat het echt toegevoegde waarde zou hebben om zo’n track op te zetten voor de studenten die ruimte hebben en zin hebben om een extra inspanning te doen voor de studie waarbij ze extra diepgang krijgen en extra verbreding krijgen. Zij hebben toen contact gezocht met de opleidingsdirecteur en zij hebben toen een eerste opzet gemaakt van het curriculum, dat kreeg toen een beetje vorm en toen zochten zij iemand die het wilde coördineren en dat hebben ze dan aan mij gevraagd en ik heb daar meteen “ja” op gezegd, omdat dat mij een heel goed programma leek. En toen hebben we het samen in zijn definitieve vorm gegoten en dan ben ik docenten gaan benaderen van: dit is een nieuw initiatief, studenten zijn ermee gekomen en ik wil het proberen te coördineren, ben jij bereid om voor
die groep studenten een extra inspanning te doen, en honours colleges of honours bijeenkomsten te houden. Dus toen ben ik docenten gaan opzoeken en uitleggen wat de bedoeling was. Ik moet zeggen dat ik daar over het algemeen wel heel veel medewerking kreeg. Alle docenten zagen waren het er snel mee eens dat het een interessant programma zou zijn en interessant zou zijn om te doen. En voor hen ook heel leuk om te doen want dan ben je met een klein groepje studenten bezig, zit je om de tafel, het zijn toch allemaal studenten die er toch echt voor gekozen hebben en dus gemotiveerd zijn om die extra inspanning te doen. En ja het is gewoon leuk om daar mee bezig te zijn. Dus het is voor hen toch weer extra werk, niet iedereen zat te wachten op extra werk, maar uiteindelijk hebben ze toch allemaal ja gezegd. Ja in het begin was het dan ook onduidelijk hoeveel studenten hiervoor zouden kiezen, het grappige is dat we de eerste jaren hebben we steeds 8 studenten gehad, dat leek een magisch getal, de eerste vier jaar hadden we steeds precies 8 studenten. 8 is eigenlijk een heel goed aantal, daar kan je goed mee om de tafel om discussies te voeren, wat toch de bedoeling is van zo’n honours track. Het is niet een docent die voor de klas staat en college geeft, maar echt discussies, om de tafel en presentaties en opdrachten. Dat kan je niet doen met een te grote groep, dat om de tafel zitten. En opeens, twee jaar geleden, of eigenlijk vorig jaar dan, waren er 16 studenten die mee wilden doen. Ik moet zeggen het jaar daarvoor had mij wel verbaasd, want de studentenaantallen waren wel omhoog gegaan en ik had ook verwacht dat het aantal honours studenten omhoog zou gaan en aanvankelijk bleef dat altijd 8 op de een of andere reden. En nu waren het er opeens 16, dat is toch wel veel. En ik hoorde ook van sommige docenten dat 16 echt toch wel veel is om het programma nog goed te kunnen vervullen, ik heb nog even afgewacht wat er dit jaar zou gebeuren, en dit jaar zijn het er 20. Dat is enerzijds een goed teken, dat zoveel studenten de motivatie hebben om hiervoor te kiezen, en dat ze blijkbaar ook van hun voorgangers hebben gehoord dat het de moeite waard is, het wordt meer bekend denk ik. Ja dat is natuurlijk alleen maar prachtig dat zoveel studenten die extra inspanning willen doen. Maar het geeft wel, het zet wel druk op de manier hoe we het kunnen invullen. Volgend jaar gaan we het toelatingsbeleid iets aanpassen, we weten nog niet precies hoe, maar als er zou een maximum aantal studenten zijn, of een maximum percentage, we gaan iets bedenken waardoor we de honourtrack toch nog op een goede manier kunnen invullen. TU Breed is er afgesproken dat we eigenlijk moeten zorgen dat we 8% van de studenten kunnen accomoderen. Dat is 8% van de studenten die van het eerste jaar doorstromen naar het tweede jaar. Op dit moment komt dat volgens mij neer op 12 studenten. Want er waren 160 eerstejaars die doorstroomden naar het tweede jaar. Toen ik het uirekende kwam het er in ieder geval op neer dat het 12 studenten waren. En 12 is denk ik aan de vele kant, maar dat gaat nog wel. Ik denk dat we op de een of andere manier gaan mikken daarop uit te komen. Hoe we de toelating gaan organiseren is nog een beetje onduidelijk. Je zou eigenlijk graag… wat is van belang? Waar we tot nu toe altijd op
gelet hebben is dat studenten niet in de problemen komen door die extra belasting. Het laatste wat we willen is dat de honours track zorgt voor studieuitloop. Dit zijn studenten die gewoon nominaal studeren en je wil niet dat er dat nog iets bijloopt en dat ze dan niet meer nominaal studeren, dus dat is de eerste zorg. En het tweede is motivatie, ik druk de studenten die ervoor kiezen altijd op het hart dat de honours track vrijwillig is, het is niet verplicht om mee te doen, maar niet vrijblijvend. Denk er echt vooraf over na, wil ik twee jaar lang die inspanning doen. Als je merkt dat het in de loop van die tijd niet goed gaat, kan je eruit stappen, want we willen ook niet dat het tot verdere problemen leidt, maar de insteek moet zijn dat als je eraan begint dat je het ook gaat afmaken. Maar natuurlijk zien we nog steeds dat er wel een verschil is in motivatie en in actieve inzet tijdens de honours activiteiten, graag zouden we daar ook op selecteren maar dat is niet zo makkelijk. In een gesprek kun je dat proberen, maar dan selecteer je misschien op studenten die het goed kunnen uitleggen ofzo, dus dat weten we nog niet, hoe we dat gaan doen. Of we ook motivatie kunnen gaan meenemen of dat we het objectief blijven bekijken. Overigens vanaf volgend jaar komt er een nieuwe coördinator van de honours track, Ronald Hanson. Ik heb het nu toch al een heel wat jaren gedaan en hij wil het overnemen.
Wij schrijven natuurlijk dit blaadje vanuit de VvTP. Wij waren wel benieuwd hoe uw contact met de VvTP is geweest, of u wel eens bijzondere dingen met hun heeft meegemaakt, Bijzondere dingen meegemaakt, dat zou ik niet durven zeggen. Ik vind wel de VvTP echt een mooie organisatie. Ik zie dat ze echt veel doen voor de studenten, voor de opleiding. Ik denk dat ze daar een hele goede rol in spelen. Ik vind ook dat ze goed georganiseerd zijn. De meeste dingen, misschien niet alles, maar de meeste dingen die de VvTP organiseert en waar ik dan iets van meekrijg die lopen ook wel gewoon goed. Ik vind het een mooie organisatie, ik weet niet wat ik er nog meer over kan zeggen. Ja ik heb dus af en toe met ze te maken gehad omdat ze mij dan vragen een lezing te geven ofzo, of dit soort dingen, ik heb geen heel gekke dingen meegemaakt.
Gaan we heel even kijken wat we nog… [floris:] Geen verhitte discussies over de CRG? De manier hoe ik hoor van de CRG is een e-mail. Dus dan is er niet echt een verhitte discussie. Ik ben er dus ook nog nooit bijgeweest op zo’n CRG bijeenkomst, dat is ook niet de bedoeling. Dan verliest het zijn waarde. Maar dat vind ik ook nuttig, ik ben zelf toen ik student was in Leuven, was ik bij VTK, de Vlaamse Technische Kring, de organisatie van de ingenieur studenten in Leuven, alle ingenieur studenten dat waren er
2000. Ik was daar het equivalent van onderwijs commissaris, verantwoordelijk voor onderwijs in mijn laatste jaar. In Leuven doen studenten dat soort dingen naast hun studie, krijgen ze niet een jaar… zijn ze niet een jaar voltijd met de organisatie bezig. Dat vond ik hier wel heel apart, dat studenten hiervoor hun studie onderbreken. Maar ik zie wel dat wat de studenten hier in het VvTP bestuur doen, dat dat een heel stuk verder gaat dan wat wij konden als bestuur van VTK, omdat we het ernaast deden. Dat betekent dat we ook ongelooflijk druk bezig waren, ik ging ook nooit naar een café ofzo, ik ging altijd van het studeren, ofwel bezig iets te organiseren ofwel overleggen of eh… En het is heel weinig vrije tijd wat dat betreft, een heel intensief jaar. Maar dan nog kon ik niet evenveel doen als VvTP’ers nu doen, bijvoorbeeld zo’n CRG dat hadden wij niet, en dat zat er ook gewoon niet in. Wij dezen wel zelf studentenevaluaties, maar dat waren dan multiple choice vragen en aan het eind van het jaar kregen dan alle proffen een overzichtje van de evaluatie, een soort mini EvaSys enquete. Maar dat komt dan veel later. Zo’n CRG feedback dat komt al terwijl je met het college bezig bent, dus dan kan je er direct iets mee. Ja ik vind dat wel nuttig. Eigenlijk denk ik dat we bijna alles wel afgewerkt hebben. Een vraag die wij nog hadden, waar zou u zeggen dat u het meest trots op bent? In alles wat u gedaan heeft en meegemaakt heeft. Waar ik wel trots op ben, is om mensen in mijn groep te zien groeien. Ze komen binnen, ze hebben een bepaalde persoonlijkheid, bagage, achtergrond, een bepaalde manier van presentaties schrijven, en enzovoorts. En wanneer mensen in mijn groep daarin groeien, en ik het idee heb dat ik daar een bijdrage daaraan heb kunnen geven, daar ben ik wel trots op. Er zijn natuurlijk ook een aantal wetenschappelijke doorbraken waar ik trots op ben, ik kan er wel een aantal noemen, maar misschien in zijn algemeenheid ben ik trots dat we toch al zoveel jaren ja meer aan de top staan van ons vakgebied, tenminste dat is wat anderen nog steeds zeggen. Om dat al die jaren te kunnen handhaven is niet vanzelfsprekend, en daar ben ik wel trots op. In zekere zin ook wel dat de honours track dat dat goed… dat dat erg gewaardeerd wordt door de studenten, dat meer en meer studenten daaraan mee willen doen.
Ja dan hebben we ook nog een paar laatste vraagjes, meer voor de layout van ons stuk. We hebben altijd een paar standaard dingentjes die we erbij zetten, er staat bijvoorbeeld altijd heel ludiek een drankadvies boven ons stuk. Waar erg benieuwd naar …
Westmalle Tripel. Dat is een zwaar biertje, het zal waarschijnlijk niet zo’n zwaar artikel worden, maar ja die vind ik wel echt heel lekker.
We hebben uiteindelijk voor de opmaak ook illustraties en afbeeldingen nodig, dus we zouden het heel fijn vinden als u misschien van uw onderzoek of van uzelf een paar afbeeldingen zou kunnen opsturen.
Verder volgt alleen maar praktische zaken over het artikel, niet interessant voor de inhoud van het artikel. Deze zal ik dus ook niet transcriberen.
Zou u nog iets willen meegeven aan de lezers? Ja, ik heb al een heel aantal boodschappen, maar dat gaat al gauw heel paternalistisch klinken. Ik denk toch… Doe wat je graag doet en gaat ervoor! Ga er echt voor.
Heel erg bedankt voor de kans u te mogen interviewen. Wederom enkele praktische dingen over het artikel.
----------------------------------------------------------------------GETRANSCRIBEERD TOT END -----------------------------------------------------------------------
