(Dit artikel is eerder verschenen in de NVOX quantum special, april 2025)
Kan het quantumjaar iets voor docenten en leerlingen betekenen? Ja. Hopelijk laat het zien dat quantum niet louter iets moeilijks en zweverigs is voor supernerds. Ook quantumontwikkelingen zijn mensenwerk – waaraan velen bijdroegen én kunnen bijdragen.
Hebben wetenschappers in 1778 gevierd dat Newtons beroemde Principia honderd jaar eerder de natuurwetenschappelijke revolutie van de zeventiende eeuw markeerde? Hebben ze geschreven over de bijdragen van al die anderen wier namen onlosmakelijk met die revolutie verbonden zijn? Huygens, Galilei, Kepler, Copernicus, Van Musschenbroek, Du Châtelet misschien? Is de technologie die uit deze revolutie voortvloeide – slingerklokken, meetinstrumenten voor de scheepvaart, verbeterde kanonnen – genoemd? Of zijn we de wetenschap steeds meer gaan vieren naarmate wetenschap en samenleving nauwer met elkaar verweven raakten?
Margriet van der Heijden, deeltjesfysicus van huis uit, is hoogleraar wetenschapscommunicatie in de natuurkunde aan de TU/e, schrijft wetenschapscolumns voor NRC en leidt de internationale werkgroep Women in the History of Quantum Physics die deze zomer een boek over de vrouwelijke talenten in de geschiedenis van quantum uitbrengt bij Cambridge University Press.
Ladder
Zeker is dat dit jaar ‘honderd jaar quantummechanica’ wordt gevierd. En dat daarbij veel grote namen (zullen) worden genoemd. Elke fysicus kent ze wel: Planck, Einstein, Bohr, Heisenberg, Born, Jordan, Schrödinger... In het standaardverhaal over de ontwikkeling van de quantumfysica en de quantummechanica staan ze als het ware op elkaars schouders – alsof ze een menselijke ladder vormen. In vrijwel rechte lijn voert die ladder vervolgens de menselijke kennis van de energiepakketjes die Planck in 1900 introduceerde om de wisselwerking tussen warmte en licht en een ‘zwarte straler’ te beschrijven, naar de overkoepelende beschrijvingen van het springerig gedrag van energie en materie op de kleinste schalen.
Quantumbergen
Maar het noemen van enkel die grote namen doet de ontwikkeling van de quantummechanica ook tekort. Een betere vergelijking is dat het hier enkel om de toppen gaat van een soms grillig bergmassief waaraan tallozen bijdroegen. Mensen die kennis overdroegen als docent, die precisiemetingen uitvoerden om de theorie te verifiëren, die de apparatuur daarvoor bouwden, het geld daarvoor bijeenbrachten, of die met noest rekenwerk kleine puzzelstukjes aandroegen die de overkoepelende theorie op zijn plek lieten vallen. En net zoiets geldt voor quantumtechnologie zoals lasers, magnetische dataopslag, MRI-scanners en de transistoren op chips. Er waren vele handen, hoofden en investeringen nodig om die technologie te ontwikkelen en om kleine bedrijven tot techreuzen op te kweken.
Voorbereid op pad
Hoe is dat nu? Er wordt naarstig gewerkt aan ‘quantumtechnologie 2.0’: aan quantumcomputers, -sensoren en -internet. Daar zijn opnieuw bevlogen docenten, instru- mentmakers, onderzoekers en investeerders voor nodig. Juist daarom wordt nu al gewerkt aan de infrastructuur van het ‘quantumbergmassief’ en – niet in het minst – aan het voorbereiden van nieuwe generaties die met en aan die (toekomstige) quantumtechnologie zullen werken. Dat is niet per se makkelijk. Leerlingen moeten al zoveel – in welke onderwijsvorm dan ook. Bovendien verloopt ook de ontwikkeling van technologie zelden langs een rechte lijn. Er zijn hobbels en meevallers, hooggespannen ver- wachtingen en teleurstellingen. Je wilt leerlingen dus niet monomaan op quantumtechnologie 2.0 laten koersen. Maar ben je te terughoudend, dan doe je ze allicht ook tekort. En trouwens, enige kennis van quantum is sowieso handig in een wereld waarin we – via mobieltjes, laptops, MRI’s enzovoorts – voortdurend op quantumfenomenen varen. Deze special maakt duidelijk op hoeveel manieren en niveaus quantumkennis kan worden gedeeld. Denk aan verstrengelde quantum dobbelstenen, quantum-boter-kaas-en-eieren en een quantum game room, met bijvoorbeeld een bordspel waarin quantumgedrag besloten ligt in de spelregels. Of neem de excursies naar Quantumlabs, de quantumcursus voor havoleerlingen en de tentoonstelling op LowLands. En hopelijk laten al die activiteiten tijdens het quantumjaar ook zien dat quantum helemaal niet zo zweverig en moeilijk is, maar vooral: interessant en relevant.
