Nederlandse Nobelprijswinnaar Gerard ’t Hooft krijgt grote wetenschapsprijs

Tijdens een gala-evenement in Los Angeles heeft de Nederlandse Nobelprijswinnaar Gerard ’t Hooft (78) zaterdag een speciale Breakthrough-prijs gekregen voor fundamentele natuurkunde. Hij ontvangt een bedrag van drie miljoen dollar voor zijn fundamentele werk aan de ontwikkeling van het standaardmodel van de deeltjesfysica. Daarin worden alle bekende elementaire deeltjes en de krachten die daarop werken beschreven.

De Breakthrough-prijzen worden sinds 2013 uitgereikt voor wetenschappelijke doorbraken. De prijzen – waarvan het bedrag dat van de bekendere Nobelprijzen overstijgt – zijn een initiatief van onder anderen Julia en Yuri Milner, Anne Wojcicki, Sergey Brin van Google en Mark Zuckerberg van Meta – het moederbedrijf van Instagram en Facebook. De uitreiking, die de organisatie de „Oscars of Science” noemt, is een glamoureus gebeuren met presentaties door beroemdheden en livemuziek van bekende artiesten.

„Voor wetenschappelijk onderzoekers zoals ik is het heel vererend om te horen dat je onderzoek een breakthrough – een doorbraak – is en dat daar aandacht aan gegeven wordt”, zei hoogleraar Gerard ’t Hooft kort voordat hij naar Los Angeles zou vliegen.

’t Hooft leverde in de jaren zeventig belangrijke bijdragen aan de ontwikkelingen die zouden leiden tot het standaardmodel van de deeltjesfysica. Fysici werkten in die tijd aan theoretische modellen om het gedrag te kunnen beschrijven van elementaire deeltjes, de kleinste bouwstenen van atomen en moleculen, en hun onderlinge krachten. De modellen voor de krachten bleken niet helemaal goed te werken. „Als je ermee ging rekenen dan bleken de reacties bijvoorbeeld oneindig sterk te zijn”, vertelt ’t Hooft. „En net zoals een auto niet oneindig hard kan rijden, kunnen deeltjes ook niet oneindige krachten uitoefenen.” Dat moest dus anders.

Wiskundig kloppend krijgen

Met zijn promotor Martinus Veltman wist ’t Hooft deze theoretische modellen wiskundig wel kloppend te krijgen, zodat de berekeningen zinnige antwoorden opleveren. „De procedure die we leerden hanteren heet ‘renormalisatie’”, vertelt hij. „Onze oplossing bleek fantastisch goed te werken als je het vergeleek met waarnemingen aan elementaire deeltjes”, vertelt hij. „Dat we die deeltjes konden begrijpen kwam voor veel mensen als donderslag bij heldere hemel. Dat werd als een doorbraak gezien.”

Voor de wiskundige fundering die ze hiermee legden voor de theorie van de zogeheten zwakke kernkracht – die onder meer betrokken is bij bepaald radioactief verval – ontvingen Veltman en ’t Hooft in 1999 al de Nobelprijs voor Natuurkunde. Daarna droeg ’t Hooft ook bij aan de inzichten in de theorie van de zogeheten sterke kernkracht – die kerndeeltjes in atoomkernen bij elkaar houdt. Die inzichten leiden uiteindelijk tot de ontwikkeling van het standaardmodel dat alle elementaire deeltjes en hun krachten beschrijft.

De Breakthrough-prijs erkent dat ’t Hooft sindsdien niet heeft stilgezeten. Zo werkt hij nu onder meer aan het begrijpen van zwarte gaten en een theorie voor quantumzwaartekracht – die de quantummechanica die de elementaire deeltjes beschrijft verenigt met de zwaartekracht. En ook binnen het standaardmodel zijn er nog open vragen.

„Ik ben zeer geïntrigeerd door die vragen”, vertelt ’t Hooft. „En ik denk dat er nog een heleboel doorbraken voor nodig zijn. Volgens sommige onderzoekers zijn er dingen die we nooit zullen begrijpen. Daar geloof ik niets van. Ik heb vertrouwen in het menselijk vernuft en dat er straks ontdekkingen komen waar niemand ooit aan gedacht heeft.”