Vijf jaar bijstand voor Einsteins gelijk

Toen Ruud Zweistra nog hoog en breed in Leiden in de collegabanken zat, stelde hij al verbaasd vast dat fysici kennelijk liever geloofden in kabouters dan dat ze bleven zoeken naar wat de quantumtheorie wèl betekent....

MARTIJN VAN CALMTHOUT

'Elk deeltje, was het verhaal dan, heeft een golffunctie die zelf niets is - onmeetbaar, zonder fysische betekenis - maar waarvan het kwadraat een kans geeft dat je dat deeltje ergens treft. Maar iets dat nadrukkelijk niet bestaat, hoort niet in de natuurkunde thuis. Dat is een zwaktebod, je moet weten wat er aan de hand is', zegt de wat nerveuze, magere, kalende man die Zweistra inmiddels is geworden.

Voor hem ligt een verhandeling in vier artikelen - samen tegen de vijftig pagina's theoretische natuurkunde - die moeten aantonen dat het ook anders kan, dat er wel een fysische interpretatie van golffuncties mogelijk is. The relation between quantum theory and relativity theory, staat erop, part I tot en met IV.

Maar Physical Review A, het tijdschrift aller tijdschriften in de theoretische quantumfysica, wil er niet aan. Nu al ruim twee jaar vecht Zweistra - na een afgebroken promotie, twee jaar voor de klas en nu al weer een jaar of vijf onbezoldigd fysicus in de bijstand - om zijn betoog gepubliceerd te krijgen.

Van die strijd getuigt een pak papier dat inmiddels de dikte begint te benaderen van het oorspronkelijke werk. De rapporten van de drie referees van het tijdschrift zitten erin, Zweistra's weerwoorden aan elk van hen, brieven aan de editor, hernieuwde afwijzingsbrieven, een herweging door een peer, en een recent verzoek om de gang van zaken persoonlijk toe te lichten in New York. Of dat laatste zin heeft, weet de Leidse fysicus niet zeker, maar wat moet je anders?

Zweistra weet zich bij zijn gevecht in goed gezelschap. In de tijd dat Bohr fysici wijsmaakte dat ze helemaal niet hoeven te weten waarom de quantumtheorie werkt, was Albert Einstein zijn grootste opponent.

Einstein weigerde zich neer te leggen bij het idee dat er een fundamentele grens is aan wat we kunnen weten van een deeltje. God, zo luidt het inmiddels tot cliché verworden citaat, dobbelt niet. Als we in de quantumtheorie werken met statistische waarschijnlijkheden, komt dat doordat we nog niet begrijpen wat daarachter steekt.

Dat Einstein geen meerderheid vond, komt doordat de quantumtheorie als rekenmachine inderdaad perfect lijkt te werken. En bovendien lieten enkele experimenten zien dat de absurditeiten die Einstein in de theorie meende te ontwaren, in de natuur wel degelijk blijken te bestaan. De werkelijkheid is absurd. Het vereist een dikke huid om dan nog te blijven volhouden dat er behoefte blijft aan werkelijk begrip.

Zweistra denkt dat te kunnen leveren door opnieuw te kijken naar de elektronen-theorie uit het midden van de jaren twintig van quantumpionier Paul Dirac. Een elektron is volgens die abstracte theorie eigenlijk de helft van een duo van deeltjes. Met de massa-energie van elk van die deeltjes is een golf te associëren.

Door beide golven op te tellen, aldus Zweistra, is iets te construeren dat in de standaard quantummechanica de golffunctie heet - precies de niet-fysische kabouter die Zweistra zo stoorde. De Leidse fysicus stelt op papier alles in het werk om te laten zien dat deze zienswijze consistent is, de effectiviteit van de quantumtheorie niet aantast, en toch invoelbaar maakt wat zo'n golffunctie is.

Maar de peers bij Physical Review A geloven er geen fluit van. Ze noemen Zweistra's benadering speculatief, werk van 'een student die probeert de subtiliteiten van Diracs theorie te begrijpen', en ze gaan in op detail na detail. Dat Zweistra terugschrijft dat hij de theorie van een nieuwe fysische interpretatie heeft willen voorzien, is aan dovemansoren gericht. Zijn manuscripten zijn en blijven rejected.

Zweistra heeft nu zijn hoop gevestigd op een bezoek aan de Publications Oversight Committee van de American Physical Society, uitgeefster van Physical Review. Ze zullen hem wel moeten ontvangen, zegt hij, want de redactie van PRA heeft tot nog toe geweigerd op zijn conclusies in te gaan. Er is een soort schijnbeoordeling opgevoerd om maar niet te tornen aan het gangbare wereldbeeld van de fysicus.

En wat als Zweistra alsnog zijn zin krijgt? Met vlammende ogen veert hij op en grijnst breed. Nou, dan trekt hij zijn verhaal misschien wel terug om het in te dienen bij Physical Review Letters, de plek bij uitstek voor belangwekkend nieuws op fysisch gebied. 'Letters is interdisciplinair, dat lezen àlle natuurkundigen.'

Martijn van Calmthout

Meer over