Nieuwste deeltje uit Delft

Nieuws | de redactie
12 april 2012 | “Wij zijn op zoek.” Maar wat de Delftse fysici al vonden is een revolutie in kennis. Promovendus Vincent Mourik zit er middenin en vertelt hoe Nederland deze unieke deeltjes-doorbraak maakt. “Dit heeft het potentieel van grafeen.”

1 maart was al Leo Kouwenhoven-dag in de wereld van denatuurwetenschappen. 12 april wordt ‘Dag 2’. De publicatie in Science Express van het teamrond de Delftse natuurkundige trekt wereldwijd bewonderendeaandacht. “Onze Majorana’s zijn letterlijk bijzonder,” zeggen deteamleden. De gevolgen zijn dan ook alleen denkbaar als eenomwenteling, doorbraak en ongekende toepassingen tegelijk.

Puur, uit interesse

Vincent Mourik is een van de promovendi in dit team. Hij sprakmet ScienceGuide over de fascinatie van zijn werk, hettoeval van zijn rol en de unieke kansen die Kouwenhovens werk enresultaten kunnen leveren. Voor de puurste kennis, voor jong talenten voor Nederland als hightech natie.

Jullie zijn op zoek naar het Majorana fermion. Waaromeigenlijk?

“Het begint altijd met fundamentele interesse. Het vinden enbegrijpen van dat deeltje is echt iets heel nieuws. Het heeft nooiteerder aangetoonde effecten. En daarmee kan het revolutionairblijken te zijn.”

Zoals een alpinist vaak zegt dus. “We beklimmen de MountEverest, gewoon omdat die daar is.”

“Fundamenteel is het wel ja, puur uit de interesse in iets heelnieuws na jaren van … hoe zeg ik dat? Jaren van niet zo heel veelecht nieuws op dit gebied. Het gaat om de zoektocht zelf, het spoorzoeken van het Majorana fermion.”

Waar begon die zoektocht, wat was het begin van dat spoordoor dit duistere woud?

“Ik studeerde technische natuurkunde in Delft en met mijnafstudeerproject kwam ik in verbinding met de onderzoeksgroep vanprofessor Leo Kouwenhoven. Dat is onderdeel van het Kavli Instituutvoor Nanowetenschap en hoort daarin bij de echte top. Dat was zo’ntwee jaar geleden.

Het idee van deze zoektocht was toen daar net gerijpt. Leo enzijn postdoc dachten over de route voor de zoektocht: “Dit kunnenwij hier doen!” Daar was nog wel wat meer volk bij nodig en ik lieper rond, op zoek naar een mooi thema. Waar zou ik mijn promotie opwillen richten?  Ik heb direct deze kans aangegrepen, een heelgelukkige samenloop van omstandigheden naar nu blijkt.”

Op elkaar knallen of zelf maken?

Wat is de kerngedachte die nu zo krachtig bevestigd lijkt teworden?

“Het idee is toch eigenlijk dat we voor het eerst zulke deeltjeszelf  kunnen maken door ingrediënten bij elkaar te stoppen dievoor de hand liggen. Niet door theoretisch boeiende, maar nogonbestaanbare stappen te zetten of dingen bij elkaar tebrengen.

De knowhow voor deze zoektocht en zijn concrete uitkomst was bijonze groep aanwezig. We konden meteen aan de slag. Eerdereconcepten om de ‘Majorana’ op te sporen waren veel minder concreet,minder praktisch. Dit konden we meteen oppakken.”

Heel de wetenschap is in rep en roer omdat wat jullie doenen realiseren zo ‘umwerfend’ is. Wat is die ontregelende kanthiervan volgens jou? Jij zit er het dichtste bovenop vaniedereen…

“Kijk, onze insteek is dat we een nieuw deeltje aantonen in tweejaar tijd. Op een chip van een paar millimeter groot tegen geringekosten. Dat is toch anders dan ze elders doen. Bij CERN zoeken zehier ook naar.

De mensen daar in de hoge energiefysica hebben ook ietsgeweldigs. Zij zoeken hetzelfde door deeltjes op elkaar te latenknallen en dan te meten wat er gebeurt. Of niet. Wij zijn meerbezig geweest als ‘engineers’ die een systeem op gang brengen enniet een deeltje gaan meten.”

Een harde schijf uit kleinste deeltjes

De opwinding over jullie doorbraak heeft veel te maken metde krachtige combinatie van puur, fundamenteel denken en werken meteen toepassingskant die adembenemend zou kunnen worden. Wat is hierhet geheim van?

“Het doel bij ons in het Kavli Instituut is en blijft de bouwvan de quantum-computer. Een rekensysteem dus op het niveau en deomvang van de kleinste deeltjes die er zijn. De majorana is daaromzo leuk! Wat wij nu ontdekten kan de component zijn die we moetenbenutten om zo’n quantum-computer te realiseren.

Zo’n nano-kleine computer is in de huidige berekeningen welmogelijk, maar nog zó gevoelig voor verstoringen uit de omgeving.De deeltjes zijn kwetsbaar. Maar de quantumbits met een Majoranafermion niet. De voorspelling is dat deze zo deze veel robuusterzijn , veel minder gevoelig voor al dat ‘gedoe’.

Dat heeft grote gevolgen. Doordat ze zo veel steviger zijn, kunje met hen een ‘harde schijf’ gaan ontwerpen voor dequantumcomputer. Deze deeltjes zouden de harde schijf vormen voorde computer die we in de kern zoeken. Het is de reden waaromMicrosoft zo geïnteresseerd is in wat wij doen.”

Met deze inzet en partners als Kavli, FOM en Microsoft wordtwel duidelijk waarom de hele wereld gebiologeerd is door julliemajorana.

“We konden wereldwijd een wedloop zien ontstaan, dat klopt wel.Heel de top van ons vakgebied ging zich hier op storten. Zo’n 50groepen wetenschappers over de hele wereld dus. Harvard, ETH inZürich, MIT, Chinese onderzoekscentra, iedereen.

Wij hopen dat deze wedloop nu voorbij is. Iedereen weet nu datdie zoektocht gedaan is. Bij ons!”

Nanodraadjes en grafeen

Wat was tijdens die tocht voor jou het ‘rock bottom’punt?

“In die twee jaar hadden we weinig tijd voor veel gedoe. Maar erwas wel een nare fase, hoor. We hadden voor ons experiment eennieuw materiaal nodig, uit nanodraadjes waar collega’s in Eindhovengeweldige dingen mee deden en kunnen. Wij moesten die dancombineren als verbindingen met een supergeleider. Drie maandenzaten we vast, echt vast.

Twintig, dertig keer probeerden we die combinatie aan de praatte krijgen. Elke keer als niks gebeurde, gingen we na wat we nuweer niet goed gedaan zouden hebben. Het hielp aldoor niks. Na veelploeteren sloeg het ding dan toch nog aan…”

Ik hoorde uit de top van de TU’s rondzingen, dat men nu alfluistert ‘dit is Nobel’.

“Dat hangt er van af…..Hoe maken we deze voorzet nu straks af?Dat is de vraag die daarvoor essentieel zal zijn, denk ik. Demajorana heeft het potentieel van grafeen. Dat snapt iedereen, wanthier zijn puur fundamenteel en heel nieuwe toepassing verstrengelden verbonden. Andre Geim kon niet alleen dat idee van het grafeenuitpluizen. Hij kon ook de leiding blijven geven aan het betrokkenvakgebied toen het potentieel daarvan tot iedereen doordrong. Datis echt heel knap.

Onze majorana moet dus niet op zichzelf blijven staan, als eeneenmalige vondst, een klapper. We moeten gaan voor extra’s in debewijsvoering, in het reproduceren daarvan.  Hoe maken we ditaf? Dat is toch de vraag, he?

Als we dit kunnen voortbouwen, dan is de volgende stap datiedereen daarop wil voortbouwen. De quantumcomputer zou dan weleens zijn oorsprong hierin kunnen hebben.”


Schrijf je in voor onze nieuwsbrief
«

ScienceGuide is bij wet verplicht je toestemming te vragen voor het gebruik van cookies.

Lees hier over ons cookiebeleid en klik op OK om akkoord te gaan

OK