Hoe twee aio’s de Nobelprijs wonnen

039a
‘The fly in the cathedral’ speelt dik zeventig jaar geleden, toen wetenschappers in Cambridge voor het eerst een atoom splitsten. Dat is een interessant stukje wetenschapsgeschiedenis, maar bovenal is het bijna schokkend om je te realiseren dat zo kort geleden nog enorme doorbraken bereikt werden door een handjevol onderzoekers in een klein lab.

Als een roman, zo leest Brian Cathcarts boek ‘The fly in the cathedral’. Het draait allemaal om het Cavendish laboratorium van Ernest Rutherford, de man die het nog altijd vigerende model van een atoom opstelde, als een enorme lege ruimte, waarvan de omvang bepaald wordt door de buitenste ring van elektronen, die cirkelen om een minuscule atoomkern, als een vlieg in een kathedraal. Rutherford realiseerde zich dat als je erin slaagde die kern te splitsen, je een potentieel enorme energiebron aanboorde.

John Cockcroft en Ernest Walton waren de twee medewerkers die zich tot taak stelden die splitsing gedaan te krijgen. Toen ze in 1927 in hetzelfde lab belandden, waren Cockcroft en Walton respectievelijk 30 en 24 jaar oud, maar ze hadden ongeveer evenveel onderzoekservaring, omdat Cockcroft vier jaar van zijn jonge leven aan de eerste wereldoorlog had moeten geven. In feite zou je kunnen zeggen dat ze aio’s waren. Walton was de man van de inzichten en ideeën, Cockcroft de bouwer, die stad en land afsnuffelde naar bruikbare onderdelen. Hij kon tijdens uitjes ook plotseling de auto stilzetten omdat hij ergens een stapel stenen zag liggen in precies dezelfde kleur als die van het laboratorium. Die kocht hij dan ter plekke op, want hij was ook verantwoordelijk voor het onderhoud van het gebouw.

Cockcroft en Walton waren niet de enigen die de splitsing najoegen. Ook in Washington en Berkeley waren clubjes bezig om dit kunstje als eerste te vertonen. Daarvoor hadden ze een deeltjesversneller nodig en om die werkend te krijgen waren enorme voltages nodig, waarvoor je dan weer een forse opstelling nodig had, die niet paste in de bestaande laboratoria. Alle drie de laboratoria moesten rond 1931 speciale gebouwen neerzetten, waarna Cavendish uiteindelijk aan het langste eind trok.

De wederwaardigheden in het Cavendish laboratorium zijn interessant uit inhoudelijk oogpunt, maar ook omdat ze een scharnierpunt vormen in de wetenschapsbeoefening. Tot het begin van de twintigste eeuw was wetenschap een zaak van heren en een enkele dame die hun eigen experimenten uitvoerden in een klein laboratorium, vaak genoeg in de eigen achtertuin. De race naar de atoomsplitsing was het begin van een totaal nieuwe natuurkunde, namelijk die van de enorme, energie- en geldverslindende apparaten die hun hoogtepunt vinden in het huidige CERN in Genève.

Vanwege dat scharnierpunt is het te rechtvaardigen dat Cathcart eigenlijk erg weinig zegt over de natuurkunde zelf. Het gaat hem vooral om de manier van wetenschapsbeoefening, de organisatie van het laboratorium, de sociale gewoonten. Anders gezegd: ‘The fly in the cathedral’ is vooral een human interest boek. Alleen zijn de mensen in kwestie toevallig briljante wetenschappers.

Ook een enkele obp’er passeert de revue, zoals Fred Lincoln. Er mochten dan vier nobelprijswinnaars aan Cavendish werken, als conciërge Fred vond dat het mooi geweest was, dan was het mooi geweest. Om stipt zes uur joeg hij iedereen het laboratorium uit en zette alle apparaten uit. Protesteren was zinloos. Fred ging ook over de voorraden. Met enig smeken kon een onderzoeker meestal de helft krijgen van wat hij nodig had, zij het van een mindere kwaliteit dan waar hij om gevraagd had. Fred werkte langer aan Cavendish dan ieder ander en had bovendien rugdekking van Rutherford, die ook zuinig aangelegd was.

De nadruk ligt echter steeds op de jonge honden Cockcroft en Walton, met op de achtergrond de donderende figuur van Rutherford, wiens vrouw bij een schilderij van haar echtgenoot opmerkte dat de mond merkwaardig genoeg dicht was. In 1932 slaagde hun missie, waarvoor ze negentien jaar later de Nobelprijs voor natuurkunde zouden delen. Tegelijk met de openbaarmaking van hun vondst, speelde in Londense theaters een toneelstuk waarin een wetenschapper doordraait en de regering chanteert met nucleaire explosies. Beide feiten werden onvermijdelijk met elkaar in verband gebracht. De associatie van het gesplitste atoom met onheil zat er zo al vroeg in.

Brian Cathcart, The fly in the cathedral; how a small group of Cambridge sicentists won the race to split the atom. Penguin Viking, 2004.