Plasma medicine Natuurkunde voor Dummies Veni lezingenavond Thijs michels over Heisenberg Meet fijnstof met je smartphone. N 12 februari 2013

Transcriptie

1 Plasma medicine Natuurkunde voor Dummies Veni lezingenavond Thijs michels over Heisenberg Meet fijnstof met je smartphone N 12 februari 2013

2 5000 METER TRACK KOFFERS PER DAG 1 BAS BIJKERK Inderdaad, het zijn imposante systemen die Vanderlande Industries realiseert. Material handling systemen voor tal van nationale en internationale distributiecentra, luchthavens en sorteercentra. De ene keer betrekkelijk compact en overzichtelijk. De andere keer zeer uitgebreid, behorend tot s werelds grootste installaties. Complex en opgebouwd uit de meest innovatieve en creatieve oplossingen op het gebied van elektronica, mechanica en besturingstechnologie. Unieke systemen, die altijd weer anders zijn. Gerealiseerd door bijzondere mensen. Bas Bijkerk bijvoorbeeld. Een van onze collega s die niet uitgesproken raakt over de projecten waarbij hij van begin tot einde betrokken is. Internationale miljoenenprojecten, waar hij in multidisciplinair teamverband aan werkt. En waar hij trots op is! Net als zijn collega s op onze verschillende kantoren in de wereld. De boeiendste technische en logistieke uitdagingen. Een creatieve omgeving met gedreven collega s die van aanpakken weten. De afwisseling van projectenwerk. Met internationale carrièremogelijkheden. Unieke systemen. Bijzondere mensen. Je vindt het bij Vanderlande Industries. Kijk op UNIEKE SYSTEMEN, BIJZONDERE MENSEN

3 Jouw studievereniging wil het je zo voordelig en makkelijk mogelijk maken. Dus hebben ze een boekenleverancier die daarbij past. Jouw studievereniging werkt nauw samen met studystore. En dat heeft zo z n voordelen. Doordat we snugger te werk gaan, kunnen we jouw complete boekenpakket snel aanbieden tegen een scherpe prijs.

4 redactioneel Inhoud Vertraging. Een begrip waar ik de laatste tijd vaak mee te maken heb. De sneeuw valt op het moment van schrijven van dit stukje rijkelijk en als vaste treinreiziger levert dit dus weer een hoop vertraging op, al noemt de NS het zelf tegenwoordig een "aangepaste dienstregeling". Verder staan ook de laatste fundamenten van N-Laag nog altijd overeind, ondanks dat iedereen al lang afscheid heeft genomen. Ten slotte zullen de meest fanatieke lezers gemerkt hebben dat deze 12e editie van de N! ook ietwat vertraagd is. 10 Maar wie zijn deze fanatieke lezers nu eigenlijk? Arjen Monden onderzocht dit, het resultaat is te zien op pagina 40. Omdat uit dit stuk bleek dat ook familie, vrienden en collega's de N! graag lezen,maar vaak wat achtergrondkennis missen, is er nu speciaal voor hen een (wellicht terugkerende) rubriek in het leven geroepen: "Natuurkunde voor dummies". Ditmaal les 1: de wetten van Newton. Verder zijn er nog verslagen over de Stiefelcantus en het Symposium over Social Physics. Het terugkerende thema in deze editie is, min of meer toevallig, de kwantumfysica. Een interessant, maar ingewikkeld vakgebied, zoals veel lezers waarschijnlijk zelf al hebben ervaren. Hans van Leunen vertelt over zijn onderzoekingstocht in de theoretische kwantumnatuurkunde, terwijl Thijs Michels probeert studenten die nog aan deze tocht moeten beginnen een hart onder te riem te steken. Dat deze tocht de moeite waard kan zijn, blijkt wel uit het artikel over de Nobelprijs voor Natuurkunde Vanuit VENI is er ook nog aandacht voor de lezingenavond die afgelopen oktober plaatsvond. Aanwezigen kunnen zich wellicht nog herinneren dat Jeroen Rietjens vertelde over de ispex, een idee waarmee hij meedingde naar de Academische Jaarprijs Deze prijs is inmiddels binnen, reden genoeg om een artikel aan dit fantastische idee te wijden. Verder vertelt Eric van Genuchten over zijn carrière, en laat Erik Kieft in de column zijn licht schijnen over de intreerede van prof. Jom Luiten. Koen van Gils vertelt ten slotte over het veelbelovende onderzoeksgebied van de Plasma Medicine. Hoewel wellicht tegenintuïtief, blijken plasma's namelijk veel perspectief te bieden om wondgenezing te bevorderen. Al met al denk ik dat deze editie het wat langere wachten waard is geweest. Veel leesplezier! Nieuws STOOR STOORende vragen ispex Meet fijnstof met je smartphone Nobelprijs 2012 Beïnvloed het Onbeïnvloedbare Plasma Medicine Door: Dirk Trienekens (Hoofdredactie N!, VENI)

5 Veni-LEzingenavond Een verslag door Pier Dolmans en Koen Merkus 30 Worstelingen in de kwantumfysica 20 Natuurkunde voor dummies 33 Column Erik Kieft Serieel Specialisten? 22 Fotopagina 35 Symposium Social Physics 24 Printen in venlo 36 Hans van Leunen Grottenonderzoek in de kwantummechanica 27 STiefelcantus 40 De Tien! Lezers van de N! N! februari

6 N!euws Almanak De nieuwe almanak van Van der Waals is weer gedrukt! Met groot enthousiasme is deze tijdens een Borrel in ontvangst genomen door de voorzitter van Van der Waals en de nieuwe decaan van onze faculteit, Gerrit Kroesen. De almanak heeft als thema Destructie, verwijzend naar de sloop van N-laag. Ook dit jaar staat de almanak weer vol verhalen van het afgelopen bestuursjaar, een mooie herinnering aan het toch wat turbulente jaar. Nieuwe regels van de overheid (die inmiddels al weer van tafel zijn) gaf de noodzaak voor een interim bestuur gevormd door oud-bestuursleden. Toch valt aan de almanak te zien dat er weer genoeg gebeurd is. Hiernaast gaat een deel van de almanak zoals gezegd over N-laag, inclusief de inzendingen van de fotowedstrijd om de mooiste foto van N-laag te maken. Mocht je nog geen exemplaar hebben, deze is af te halen in de Van-der-Waalskamer. Afscheid Joep en Johan Johan Meulensteen en Joep Bekkers hebben onlangs afscheid genomen van de faculteit Technische Natuurkunde. Jarenlang waren zij te vinden in en rond N-laag. Misschien heeft het iets te maken met de sloop van N-laag, maar ze vonden het beiden tijd om de faculteit vaarwel te zeggen. Joep Beckers gaf zijn afscheidsreceptie op vrijdag 23 november. Velen kwamen hem bedanken voor de inzet op de faculteit en namen hierbij een flesje wijn mee. Ironisch, want achteraf bleek dat Joep helemaal geen alcohol drinkt. Het afscheid van Johan Meulensteen vond plaats op dinsdag 15 januari. Meerdere malen kreeg hij een stukje N-laag aangeboden van de mensen die naar zijn afscheidsreceptie waren gekomen. Namens de redactie veel goeds gewenst in de jaren die komen! TU/e weer beste Technische Universiteit GESLAAGD! De volgende studenten ontvingen op 28 november hun masterdiploma Applied Physics: Jan Cortenbach, Don van der Drift, Maikel Hensen, Stefan Paquay, René Vervuurt en Tom Wilms. De volgende studenten ontvingen op 28 november hun bachelordiploma Technische Natuurkunde: Anouk Meesen, Sten Reijers en Ruud Smedts. foto: istockphoto.com/dny59 De Technische Universiteit Eindhoven komt als beste technische universiteit van Nederland uit de bus in de onlangs verschenen Keuzegids Universiteiten De TU/e staat voor het negende jaar op rij op de eerste plaats. Vijf bacheloropleidingen krijgen het predicaat beste in hun categorie, te weten: Biomedische Technologie, Technische Innovatiewetenschappen, Technische Bedrijfskunde, Industrial Design en Technische Informatica. Technische Natuurkunde staat op de tweede plek in haar categorie maar verdiend wel de Kwaliteitszegel. Deze wordt toegekend aan instellingen en opleidingen omdat zij volgens onze normen, dwars op de disciplines, tot de top van het Nederlandse wetenschappelijk onderwijs behoren. De Keuzegids Universiteiten 2013 wordt uitgegeven door het Centrum Hoger Onderwijs Informatie (CHOI). De redactie van het CHOI beoordeelt opleidingen op allerlei punten. Ze gebruikt daarvoor vooral de studentenoordelen in de Nationale Student Enquête over onder meer het studieprogramma, de docenten en de faciliteiten van een opleiding. 6 N! februari 2013

7 Redactieleden gezocht! De redactie van de N! is weer opzoek naar nieuwe leden. Zonder enthousiaste redactieleden kan dit blad natuurlijk niet bestaan.lijkt het jou leuk om creatieve artikelen te schrijven over uiteenlopende onderwerpen? Mail dan naar en kom langs bij de vergadering. Misschien staat er dan in de volgende editie wel een artikel helemaal door jou geschreven! De extra ruimte in de 'Salon' Uitbreiding de 'Salon' Velen hebben zich afgevraagd wat die bouwvakkers nu precies aan het maken waren midden in Cascade. Werd het een ballenbak? Een mini-zwembad? Een extra kantine? Uiteindelijk bleek het de uitbreiding van de Borrelruimte, de Salon, te zijn. In de windtunnelhal is boven de nieuwe werkplaats een terras gebouwd die met een korte trap verbonden is met de Borrelruimte. Inmiddels hebben de nieuwe statafels en vertrouwde tafelvoetbaltafel al de weg gevonden naar dit extra vloeroppervlak. Hopelijk gaat dit er voor zorgen dat de Borrel weer net zo goed bezocht gaat worden als vroeger in N-laag. Opening MetaForum 22 oktober jongstleden is eindelijk het nieuwe gebouw MetaForum geopend. Dit nieuwe hart van de campus staat op de plek van de oude W-hal, wellicht nog bekend onder de wat oudere lezer. Delen van deze hal zijn nog intact gebleven en vormen nu de markthal, een grote open ontmoetingsplek voor studenten en medewerkers van de universiteit. Althans, dat is het idee. Tot op heden wordt er vooral nog veel gewerkt aan de wegen om het MetaForum, die de zogenaamde Groene Loper moeten gaan vormen Ook op de rest van de campus wordt hier hard aan gewerkt. De rest van MetaForum bestaat onder andere uit een grote bibliotheek met veel studieplekken, verschillende studentenvoorzieningen en de faculteit Wiskunde en Informatica. Foto Norbert van Onna N! februari

8 STOOR STOORende vragen: studenteninspraak Afgelopen december zijn er verkiezingen gehouden voor de studentgeledingen van de faculteitsraden en de universiteitsraad. De verkiezingsopkomst van de faculteit Technische Natuurkunde (TN) was de hoogste van alle faculteiten op de universiteit, bijna 64%. Ook is er een nieuwe opleidingscommissie samengesteld per 1 november. Waar staan al deze inspraakorganen eigenlijk voor? Wat doen ze eigenlijk en waarvoor kan ik bij ze terecht? Studenteninspraakorganen Er wordt onderscheid gemaakt tussen inspraak op faculteisniveau of universiteitsbreed. Voor de universiteit is de universiteitsraad de bekendste, maar studenten worden ook vertegenwoordigd bij het Studenten Advies Orgaan. De faculteit TN heeft de STudenten Onderwijs Organisatie, het Overkoepelend Studenten Overleg, een opleidingscommissie, een faculteitsraad, studieraden en een studentadviseur. Universiteitsraad De Universiteitsraad (UR) is het centrale medezeggenschapsorgaan van de TU/e en bestaat uit 9 personeels- en 9 studentleden. Er zijn twee studentenfracties die meedoen aan de jaarlijkse verkiezingen, Groep-één en de Eindhovense Studentenraad. De UR heeft kortweg twee functies. Ten eerste wordt het centrale beleid besproken met het College van Bestuur, hierop heeft de raad instemmings- en adviesrecht. Hiernaast heeft de UR het recht op informatie en initiatief op alle aangelegenheden van de universiteit. Ook bij landelijke overleggen is de universiteitsraad vertegenwoordigd, bijvoorbeeld bij het Interstedelijk Studenten Overleg (ISO). De fracties houden soms ook acties, bijvoorbeeld een ansichtkaartenactie tegen de langstudeerboete. Studenten Advies Orgaan Het Studenten Advies Orgaan (SAO) heeft als functie het uitbrengen van gevraagd en ongevraagd advies aan het College van Bestuur op het gebied van onderwijs en studentenbeleid en het voeren van overleg tussen het CvB en studenten. De SAO vergadert maandelijks en wordt voorgezeten door de Rector Magnificus. De studentgeleding bestaat uit een afvaardiging van de verschillende faculteiten, namens TN neemt iemand van STOOR zitting in het SAO. STOOR De STudenten Onderwijs ORganisatie (STOOR) is een organisatie van de faculteit TN met als doelstelling het studeren aan de faculteit technische natuurkunde zo aangenaam mogelijk te maken. Ze bestaat uit vier studenten die zich hiervoor inzetten. Vanuit de faculteit wordt STOOR begeleid door de studieadviseur Sonja Feiner en de opleidingsmanager Andre Duif. De taken van STOOR zijn o.a. het bieden van studieondersteuning en deelnemen en zorgen voor studenteninspraak, zoals de P-, PP- en M-raden. Hiernaast wordt de maandelijkse nieuwsbrief verzorgt en worden de onderwijsprijzen uitgegeven, de befaamde uiltjes. Elke lunchpauze is het STOOR-hok open en mag je bij ons komen met al je vragen. 8 N! februari 2013

9 Faculteitsraad De faculteitsraad (FR) is het medezeggenschapsorgaan van de faculteit TN. De raad volgt de algemene gang van zaken van de faculteit kritisch, doet voorstellen en maakt standpunten kenbaar. De faculteitsraad heeft naast adviesrecht ook instemmingsrecht voor bijvoorbeeld het Onderwijs en Examen Regelement (OER). Voor de studentgeleding van de FR vinden jaarlijks verkiezingen plaats, voor de personeelsgeleding eens in de 2 jaar. Een van de recente agendapunten van de FR is bijvoorbeeld de nieuwbouw. Opleidingscommissie De opleidingscommissie (OC) heeft als wettelijke taak gevraagd en ongevraagd advies uit te brengen aan het faculteitsbestuur en de faculteitsraad. Het advies gaat over alle aangelegenheden betreffende het onderwijs gegeven bij TN. De opleidingscommissie vergadert maandelijks en een van de belangrijke taken is advies geven over het nieuwe OER dat elk jaar uitkomt. De OC bestaat uit vier studenten en vier medewerkers. Elk jaar vindt er voor de OC een sollicitatie plaats. Studieraden Er zijn drie studieraden waarin studenten zitten van de propedeuse, post-propedeuse en de master. Er worden studenten gezocht die problemen en uitdagingen constateren en aandragen bij de raad. Eerst wordt er een voorbespreking georganiseerd, waar discussie plaatsvindt tussen de leden. Op de studieraad zelf zijn ook de docenten aanwezig van de vakken die er besproken worden. Formeel rapporteren de studieraden aan de OC. Collegevolggroepjes Als er een nieuw vak opgezet wordt stelt STOOR een "Studentvoorzieningen in de nieuwbouw is op dit moment een belangrijk onderwerp." collegevolggroepje samen uit ongeveer vijf studenten die het vak gaan volgen. Aan het einde van ieder college bespreken de studenten kort met de docent over hoe het college en de instructies verlopen. Opstartproblemen worden op deze wijze snel opgelost. Om zicht te houden op nieuwe vakken wordt een korte rapportage geschreven voor STOOR. Studentadviseur De studentadviseur (SA) behartigd de belangen van de studenten bij de bestuursvergaderingen en is de adviseur van het faculteitsbestuur (FB) wat betreft studentenzaken. De SA heeft hierdoor een goed beeld van hoe de faculteit bestuurd wordt. Een van de belangrijke punten is op het moment zijn de voorzieningen voor studenten in de nieuwbouw. De huidige studentadviseur bij TN is Guido Hendriks. Overkoepelend Studenten Overleg Het Overkoepelend Studenten Overleg (OSO) is een maandelijks overleg waarin afgevaardigden zitten van alle bovenstaande organisaties. Het overleg houdt iedereen op de hoogte van lopende zaken binnen de faculteit en de universiteit. Door: Joris Scheers (STOOR) Nieuwe opleidingscommissie Per 1 november 2012 is er een nieuwe opleidingscommissie samengesteld. De studentgeleding bestaat uit: Ruud Smedts Marijke Valk Timmo Frankort Vincent van Liebergen Nieuwe faculteitsraad De verkiezingen hebben weer plaatsgevonden. De volgende studentgeleding voor de faculteitsraad is vastgesteld per 1 januari 2013: Jelle Goertz Teun Minkels Arjen Monden Roderick van Gils Joris Scheers Nieuwe universiteitsraad Elk jaar staan er weer veel TN'ers op de lijst voor de UR, verspreid over de lijsten voor Groep-één en de ESR. Dit jaar is Kjeld Beeks als TN'er verkozen tot de UR, hij neemt plaats in de raad namens de ESR. STOOR Waar: TNO Wanneer: In de pauze stoor@tue.nl Wie: Maarten van Drunen Ruud Smedts Robert Hommes Joris Scheers N! februari

10 VARIA ispex: meet fijnstof met je smartphone Doe mee met de Nationale ispex-meetdag en breng samen met mensen het fijnstof boven Nederland in kaart met je smartphone! De Nationale wattuh? Fijnstof? mensen? Mocht een van deze vragen bij jou opdoemen, lees dan vlug verder. Begrijp je de bovenstaande zin volledig, surf dan naar en meld je aan als deelnemer aan het ispex-project. Wat is ispex? Meer dan de helft van de Nederlanders heeft een smartphone. Een technologisch hoogstandje dat je niet alleen in staat stelt om te bellen, te internetten en te fotograferen, maar dat ook plaats en richting kan bepalen en via een app instructies kan geven. ispex is het laatste ontbrekende deel om zo'n smartphone om te toveren tot een volledig wetenschappelijk instrument. ispex bestaat uit een plastic opzetstukje dat over de camera schuift en een bijbehorende app, beide volledig in Nederland ontwikkeld. Met ispex kan iedereen wetenschappelijke metingen doen aan fijnstof, door het spectrum en de polarisatie van de blauwe lucht waar te nemen. Fijnstof is geen fijn stof Fijnstof bestaat uit allerlei aerosole deeltjes die kleiner zijn dan zo'n 10 μm. Veel van deze deeltjes hebben een natuurlijke oorsprong, zoals zeezout. Maar juist de menselijke uitstoot (roetdeeltjes, ammoniakverbindingen) is het meest schadelijk. De allerfijnste fijnstofdeeltjes kunnen de longen binnendringen en zo in de bloedbanen terechtkomen. Bij de gemiddelde Nederlander gaat er een half jaar van de levensverwachting af vanwege blootstelling aan fijnstof. De jaarlijkse economische schade wordt geschat op meerdere miljarden euro's. Het is dus uitermate belangrijk om het fijnstof in de lucht niet alleen te meten, maar ook te karakteriseren. Daarnaast speelt fijnstof binnen de klimaatproblematiek een cruciale rol. Hun klimaateffecten vormen namelijk de grootste onbekende factor. Deze deeltjes kunnen de aarde deels afkoelen waar broeikasgassen zorgen voor opwarming! Maar de details van veel aerosol-processen zijn nog grotendeels onbegrepen en ook hiervoor moet het fijnstof gekarakteriseerd worden. Het grootste obstakel om al deze problemen aan te pakken is het feit dat fijnstof zo moeilijk te meten is. De meest gebruikte methode behelst het aanzuigen van lucht waarbij deeltjes kleiner dan 10 μm worden opgevangen op een filter, waarna het totale gewicht van de aangezogen stofdeeltjes bepaald wordt. Deze methode is dus erg lokaal en geeft geen informatie over de precieze grootteverdeling van de deeltjes, noch over de chemische samenstelling ervan. De optische methode die binnen de sterrenkunde(!) is ontwikkeld en wordt toegepast in ispex brengt hierin verandering. Spectropolarimetrie van fijnstof De enige manier om via remote sensing fijnstof te karakteriseren is door van een stuk atmosfeer zowel het spectrum als de polarisatie van het verstrooide zonlicht te meten, en dat onder verschillende verstrooiingshoeken (de hoek tussen de waarneemrichting en de zon). Alleen dan kan met behulp van een geavanceerd model ondubbelzinnig worden afgeleid wat de eigenschappen zijn van het fijnstof in de lucht: de hoeveelheid deeltjes, de grootteverdeling en de chemische samenstelling. Conceptueel ontwerp van ispex. Het eerste prototype is bovenaan de pagina te zien (naast titel). In eerste instantie worden de ispex opzetstukjes ontwikkeld voor de iphone 4 en 4S. 10 N! februari 2013

11 Dit is nu precies de kracht van ispex: het opzetstukje in combinatie met de camera van de smartphone maakt metingen van zowel spectrum als polarisatie mogelijk. De sensoren van de smartphone zelf meten de locatie en waarneemrichting. Het te meten licht komt het opzetstuk binnen door een dunne spleet. Een plastic transmissietralie rafelt dat licht uiteen in de kleuren van het zichtbare spectrum. Op de camera van de smartphone wordt dan zowel het beeld van de spleet als het bijbehorende spectrum afgebeeld. De polarisatie-meting vindt tegelijk plaats met de spectrale meting. Achter de spleet bevindt zich namelijk een stapeltje polarisatie-optiek (bestaande uit dubbelbrekende plastics en een Polaroid-film) die de informatie over de lineaire polarisatie verstopt in het spectrum. Er verschijnt namelijk een sinusvormige spectrale modulatie waarvan de amplitude direct schaalt met de polarisatiegraad, terwijl de fase van de modulatie wordt bepaald door de polarisatiehoek. Deze nieuwe manier van polarimetrie is binnen ons team ontwikkeld en is erg nauwkeurig en robuust; alle informatie zit in een enkele spectrale meting en er zijn geen bewegende onderdelen voor nodig. Meten met mensen; een fijnstofmeetnetwerk van smartphones ispex biedt eigenaren van smartphones dus de mogelijkheid om metingen te doen aan fijnstof. Om het uitvoeren van een meting te faciliteren, om feedback te geven aan de gebruiker en om meetdata naar een centrale server te sturen, wordt er een ispex-app ontwikkeld. Hierdoor is een meting erg makkelijk uit te voeren: schuif de ispex op de smartphone, start de app en wijs naar de blauwe lucht. De app zal de participant aanwijzingen geven over welke richtingen op te wijzen en zal al een eerste controle doen op de kwaliteit van de data. Het gemeten spectrum wordt meteen getoond, net als de polarisatiegraad en een eerste (grove) indruk van de luchtkwaliteit. Data van het ispex prototype van metingen van ongepolariseerd licht (links) en volledig gepolariseerd licht (rechts). Het ispex team ontvangt de academische jaarprijs. Een enkele ispex-meting zal waarschijnlijk niet nauwkeurig genoeg zijn om een volledige meting te doen van alle fijnstofparameters. Maar doordat het ispex opzetstuk goedkoop massa-geproduceerd kan worden, kunnen we een totaal nieuwe meetstrategie opzetten door middel van crowdsourcing aan vele duizenden mensen. Na middeling over zo'n 100 metingen verkrijgen we al wel waardevolle, nieuwe informatie over fijnstof. En door ispex over heel Nederland te verspreiden, bouwen we een meetnetwerk waarmee in de toekomst bijvoorbeeld bronnen van fijnstof geïdentificeerd kunnen worden. Academische Jaarprijs Project ispex heeft meegedongen naar de Academische Jaarprijs en afgelopen oktober heeft de jury ons project tot winnaar verkozen. Het prijzengeld van gaan we gebruiken voor het maken van ispex opzetstukjes, het organiseren van de eerste Nationale ispex-meetdag in 2013, het ontwikkelingen van de ispex app en het ontwikkelen van lesbrieven om het natuurkundeonderwijs iets spannender te maken (en om smartphones in de klas tot meer te maken dan een ergernis voor de docent). De eerste Nationale ispex-meetdag zal gehouden worden op een heldere dag in mei/juni We willen dan zo'n mensen over heel Nederland een meting laten doen. De meetgegevens worden via de internetverbinding van de smartphone naar onze centrale database verstuurd. Vervolgens zullen wij de data aanvullen met de gegevens van de bestaande meetstations om te komen tot een kwantitatieve kaart van fijnstof boven Nederland. Dit evenement zal een van de grootste citizen science experimenten ooit worden, en is relatief uniek in de zin dat de participanten zelf de wetenschappelijk metingen uitvoeren. En dat met technologie die ze grotendeels al in hun broekzak hebben zitten! De ispex-opzetstukjes zullen in de loop van 2013 gedistribueerd worden naar enthousiaste deelnemers. Inmiddels hebben zich al meer dan 1000 mensen aangemeld via Zorg dus dat je zelf ook mee kunt doen! Door: Frans Snik (Universiteit Leiden, VENI-lid), Jeroen Rietjens (SRON Netherlands Institute for Space Research, VENI-lid) & ispex team (UL/NOVA, SRON, RIVM, KNMI) N! februari

12 WETENSCHAP Beïnvloed het onbeïnvloedbare beeld: istockphoto/awstok Foto: Pushkin Museum Toen Max Planck in 1900 het zwartestralerprobleem oploste, introduceerde hij naar eigen zeggen een puur functionele en fysisch insignificante discretisatie van energie. Zonder het te beseffen, opende hij met deze kwanta de deuren naar een heel nieuwe en absurde tak van de natuurkunde: de kwantumfysica. Het is een wereld waar deeltjes dikke barrières doordringen, terwijl een simpel kuiltje een onzichtbare muur kan zijn; een wereld waar deeltjes tegelijkertijd meerdere locaties en energieën kunnen hebben, onmeetbaar en onbeïnvloedbaar voor ons, omdat ze zich meteen weer normaal gedragen zodra we er aankomen. Of is dit laatste misschien iets minder onmogelijk dan we denken? Serge Haroche en David J. Wineland kregen vorig jaar in oktober de Nobelprijs voor de Fysica voor hun onderzoek naar het meten van deeltjes met meerdere toestanden, ook wel superposities genoemd. Dat is een ruime eeuw na de start van de kwantummechanica. Lang werd gedacht dat het meten en controleren van een enkele superpositie onmogelijk was, omdat deze instort zodra we er met onze apparatuur aan beginnen te knoeien. Denk hierbij bijvoorbeeld aan het dubbelespleet -experiment waarbij een elektron na het passeren van een dubbele spleet op zichzelf afbuigt, maar dit weigert zodra we proberen te meten door welke spleet hij nou eigenlijk gaat. De goede vrienden Haroche en Wineland hebben onafhankelijk van elkaar een techniek ontwikkeld om sommige van deze toestanden te meten of te manipuleren, zonder ze te vernietigen. Hoewel de methodes erg van elkaar verschillen, werken ze beiden met een combinatie van fotonen en atomen. Wineland gebruikt fotonen om de toestand van ionen te manipuleren, terwijl Haroche exact tegenovergesteld een enkel foton vangt en dat met atomen beschiet. Ionen vangen Wineland was in 1975 al een belangrijke speler in de koelprocesfysica, toen hij samen met Nobelprijswinnaar (1989) Dehmelt een Dopplerkoeltechniek voor ionen voorstelde. In 1973 hadden beide heren samen met Ekstrom ideeën over het vangen van individuele ionen, wat Wineland in samenwerking met Itano in 1981 dan eindelijk lukte met een magnesium-ion. Voor zijn prijswinnende experimenten, gebruikte hij beryllium-ionen. Om een enkel ion te isoleren, heb je een ultrahoog vacuüm nodig, met daarin een combinatie van statische en oscillerende elektrische velden. Een gevangen ion maakt een trillende beweging die op extreem lage temperaturen een discrete set aan frequenties heeft: dit noemen we de externe toestand. Tegelijkertijd heeft het ion ook een interne toestand, afhankelijk van de spins van de elektronen. "Beiden ontwikkelden technieken om kwantumtoestanden te manipuleren of te meten." Om het ion superpositieklaar te maken, moeten de wetenschappers het eerst in zijn laagste interne en externe toestand zien te krijgen. Dit doen ze met een zelfontwikkelde techniek die ze sideband cooling noemen, zie figuur 1. Het is een techniek waarbij een laserpuls keer op keer de interne toestand (de elektronenspin) verhoogt. De puls heeft echter niet genoeg energie om het ion in deze stap naar dezelfde externe toestand (de trilfrequentie van het ion) te laten springen, waardoor deze één stapje verlaagt. Hierna valt het ion terug naar de laagste interne toestand waarbij hij het liefst zijn lagere externe toestand behoudt. De figuur laat zien dat de laserpuls niet meer genoeg energie heeft om het ion te exciteren, zodra deze in de grondtoestand zit. 12 N! februari 2013

13 Met het ontwikkelen van deze techniek en dus het bereiken van de grondtoestand hebben Wineland en zijn team de weg aangelegd voor het bestuderen van allerhande kwantumtoestanden. Een van de interessantste mogelijkheden is dat zo n ion nu in een gecontroleerde superpositie van trillingstoestanden kan worden gebracht. Superposities Als een ion in de grondtoestand zit, kan er met een laserpuls een superpositie in de elektronische interne toestand worden gemaakt. Deze interne superpositie kan nu slim worden omgezet in een externe trillingsuperpositie door er nog eens met de sideband cooling-laser op te schieten. De elektronisch geëxciteerde helft van de superpositie valt via gestimuleerde emissie terug naar de elektronische grondtoestand, terwijl de externe toestand wordt verhoogd. Dit is precies het omgekeerde van de laatste excitatie in het koelproces. In het kader 'Wiskundig beschreven' staat het proces ter verduidelijking wiskundig uitgelegd. In plaats van de elektronische superpositie om te zetten naar een trillingssuperpositie, kunnen de wetenschappers er nog iets indrukwekkenders mee doen. De geëxciteerde toestand (helft 1) ondervindt namelijk een dipoolkracht van een laser, waardoor hij wegbeweegt van de superpositiehelft in de grondtoestand (helft 2) die geen kracht voelt. Twee andere laserpulsen kunnen de elektronische superpositie omdraaien, zodat nu alleen de tweede helft vatbaar is voor de dipoolkracht. Zo kan deze op zijn beurt wegbewegen, zodat de superpositie in de plaats steeds groter wordt. Wineland en zijn team hebben de superpositiehelften zelfs tachtig nanometer uit elkaar gekregen. Dat is maarliefst acht keer de grootte van het golfpakketje van het ion. Wiskundig beschreven Als we de laagste externe vibratietoestand noteren als 0 en de laagste interne elektronische toestand als i, kunnen we de grondtoestand φ 0 schrijven als de combinatie: φ 0 = i 0 Na een laserpuls met de helft van de benodigde energie voor de excitatie, krijgen we de superpositie: φ 0 g φ 1 = (α i + β h ) 0 Met α 2 en β 2 de kans om na een meting respectievelijk in de i of de h toestand terecht te komen. Hierna wordt de sideband cooling-laserpuls afgevuurd, en aangezien α i 0 al in de grondtoestand zit, wordt alleen β h 0 beïnvloed en valt via gestimmuleerde emissie terug naar β i 1 (zie nogmaals figuur 1), zodat: φ 1 g φ 2 = α i 0 + β i 1 = i (α 0 + β 1 ) Op deze manier is de elektronische superpositie φ 1 omgezet naar een vibratiesuperpositie φ 2. Microgolven in een holte Het onderzoeksveld van Haroche begint in 1980, als wetenschappers proberen te onderzoeken wat er met een atoom gebeurt als je het in een photon cavity een kleine holte waarin fotonen met spiegels gevangen worden gehouden stopt. In 1987 had Haroches groep het voor elkaar gekregen slechts twee microgolven in een dergelijke holte te vangen en in 1996 bereikten ze een zogenaamde sterke koppeling tussen een atoom en een microgolf, wat een erg belangrijke stap was in de richting van het prijswinnende onderzoek. De spiegels die Haroche gebruikt voor zijn onderzoek zijn zo reflecterend dat een enkel foton het in de holte voor een tiende van een seconde uithoudt en daarbij maar liefst veertigduizend kilometer aflegt. Hij is dan een slordige veertien miljard keer gereflecteerd voor hij ontsnapt en wordt geabsorbeerd. De atomen die Haroche gebruikt, zijn de zogenaamde Rydbergatomen. Deze donutvormige atomen zijn erg hoog geëxciteerd (n = 51) waardoor ze met een diameter van 125 nanometer ongeveer duizend keer groter zijn dan normale atomen. De wetenschappers kunnen de atomen heel nauwkeurig één voor één en met een gecontroleerde snelheid de holte in schieten om ze met het gevangen foton te laten wisselwerken. Figuur 1: Sideband cooling. De energieniveaus van de interne toestanden worden door de externe toestanden verder opgesplitst. De ionen worden zo geëxciteerd dat de interne toestand toeneemt en de externe toestand afneemt. Tijdens de emissie blijft de externe toestand gelijk. Voordat ze zo n atoom wegschieten, laten ze het eerst wisselwerken met een andere microgolf en een laser, waardoor het atoom in een superpositie van n = 51 en n = 50 Figuur 2: De opstelling van Haroche en zijn team. C geeft de fotonholte weer en R 1 en R 2 zijn de plaatsen waar de Rydbergatomen worden geprepareerd en teruggetransformeerd. Nature DOI: /nature07288 N! februari

14 n = 51 n = 50,51 Foto: NIST David J. Wineland Werkzaam aan: - National Institute of Standards and Technology, Boulder, VS - University of Colorado, Boulder, VS Figuur 3: Het Rydbergatoom. Het linker atoom zit in de standaardtoestand n = 51. Het rechter atoom bevindt zich in een superpositietoestand van n = 51 en n = 50, waardoor een met de pijl aangeduid trillingspakketje met een frequentie van 51 gigahertz rond de kern cirkelt. Foto: CNRS Serge Haroche Werkzaam aan: - Collège de France, Parijs, Frankrijk - École Normale Supérieure, Parijs, Frankrijk Figuur 4: De ineenstorting van een superpositie. De twee grote rode vlekken stellen de 'rechtsom- of linksomdraaiende' toestand van de microgolf voor en het patroon in het midden is de superpositie tussen beiden. Het is duidelijk te zien dat deze superpositie over tijd afzwakt. Nature DOI: /nature07288 terechtkomt. In figuur 3 kun je zien wat dit als gevolg heeft. Zonder superpositie kun je de buitenste schil van het atoom voorstellen als een golf met precies 51 trillingen, wat dan ook de n = 51 verklaart. Als de buitenste golf in een superpositie zit van 51 en 50 trillingen, ontstaat er aan één kant positieve en aan de andere kant negatieve interferentie. Hierdoor vormt zich een trillingspakketje dat met een frequentie van 51 gigahertz rond de atoomkern cirkelt. Interactie met de microgolf Zolang dit atoom in de holte zit, kan het wisselwerken met het aanwezige microgolfveld, maar doordat de frequentie van dit veld net iets afwijkt van deze 51 gigahertz, absorbeert het atoom het foton niet. In plaats daarvan krijgt het trillingspakketje een faseverschuiving mee, die afhangt van de interactietijd. Dit proces is zo gevoelig dat met een juiste interactietijd zelfs een verschuiving van π mogelijk is. Als het atoom de holte uitkomt, laten de wetenschappers het weer wisselwerken met een nieuwe microgolf en een laser. Indien het atoom een faseverschuiving is ondergaan, valt de superpositie terug naar n = 50 en anders weer naar de originele n = 51. Het meten van deze n geeft daarna dus aan of er wel of niet een foton in de holte aanwezig is, zonder het te vernietigen. In 1990 voorspelde Haroche al een soortgelijke manier om meerdere fotonen in de holte te tellen. Die techniek is pas recent, in 2007, voor het eerst succesvol toegepast. In deze methode worden meerdere atomen kort achter elkaar door de holte geschoten. Hun snelheid is hoger dan bij het enkele foton, waardoor de interactietijd korter is en faseverandering niet meer geheel π is. Door een algoritme op de uiteindelijk gemeten n-waardes los te laten, berekent een computer de verwachtingswaarde met waarschijnlijkheid van het aantal fotonen in de microgolf. Toepassingen Haroche en zijn team is het al gelukt om het verval van superposities in een microgolf in kaart te brengen. Als je de golf voorstelt als een klok, hebben de wetenschappers de kleine wijzer tegelijkertijd links- en rechtsom laten draaien. Met de Rydberg-atomen hebben ze daarna kunnen meten hoe deze klok ineenstortte naar slechts links- of rechtsdraaiend. Omdat zo n microgolfsuperpositie voor kwantummechanische begrippen erg groot is, zou je dit kunnen zien als een eerste stap in de richting van Schrödingers kat: de macroscopische representatie van de kwantumwereld. Winelands team is ondertussen druk bezig met kwantumcomputers. Door hun ionen op de juiste manier te manipuleren, gedragen ze zich als kwantumbits en kunnen ze er kwantumoperaties op uitvoeren. Het team is er als eerste ter wereld in geslaagd om zo n operatie uit te voeren op een systeem van twee kwantumbits. Het grootste systeem van nu bevat zelfs al veertien kwantumbits en bestaat nog steeds uit gevangen ionen. Door: Bart Klarenaar (redactielid Van der Waals) 14 N! februari 2013

15 wetenschap Plasma's zaaien dood en verderf onder bacteriën Bacteriële infecties zijn een groeiend probleem in de gezondheidszorg, onder andere door de toenemende mate van resistentie van bacteriën tegen antibiotica. Een bekend voorbeeld hiervan is MRSA, een resistente vorm van de Staphylococcus aureus bacterie, ook wel de ziekenhuisbacterie genoemd. Tegen plasma's lijken de bacteriën echter niet opgewassen. Ook voor de reiniging van hittegevoelige materialen lijken plasma's uitkomst te bieden. Koen van Gils studeerde recentelijk af op dit relatief nieuwe onderwerp en vertelt over de wereld van plasma medicine. foto: Koen van Gils

16 Sterilisatie Tot op heden worden medische instrumenten gereinigd in een zogenaamde autoclaaf, waarin met behulp van verzadigde stoom onder hoge druk bij een temperatuur van 121 C microorganismen gedood worden over een tijdsspanne van ongeveer 15 tot 20 minuten. Deze methode is echter niet geschikt voor hittegevoelige materialen zoals sommige kunststoffen. Andere manieren om bacteriën te doden zijn bijvoorbeeld het gebruik van ozon, ultraviolet licht of zilverhoudende vloeistoffen (of crèmes). Ook gammastraling en röntgenstraling kunnen gebruikt worden. Sterilisatie is in de meest strikte definitie het ontbreken van levensvatbare micro-organismen op een voorwerp of in een vloeistof. In de praktijk is dit echter onmogelijk te garanderen, omdat er bijvoorbeeld wel bacteriën aanwezig zijn maar ze niet de juiste voedingsstoffen hebben om te kunnen vermenigvuldigen en daardoor niet te detecteren zijn. In plaats daarvan wordt de kans bepaald dat er zich op een voorwerp een levensvatbaar micro-organisme bevindt. Dit wordt gedaan door de afname van het aantal micro-organismen als functie van behandelingstijd van een bepaald sterilisatieproces te extrapoleren. Op die manier kan men komen tot een kans van bijvoorbeeld 10-6, wat betekend dat er op gemiddeld 1 op de miljoen voorwerpen nog een micro-organisme aanwezig is. Dit noemt men dan een Sterility Assurance Level (SAL) van Door de hierboven genoemde redenen moet er onderscheid gemaakt worden tussen sterilisatie (zoals reiniging in een autoclaaf of het gebruik van straling) en ontsmetting. In het laatste geval worden niet alle bacteriën gedood maar wordt de concentratie bacteriën dusdanig verlaagd dat het risico op een infectie sterk afneemt. Een veelbelovend alternatief Hoewel bovengenoemde methoden prima werken, zijn ze dus niet geschikt voor alle materialen, laat staan voor de behandeling van levend weefsel. Mede hierom neemt de interesse in zogenaamde atmosferische plasma s in dit werkgebied de laatste jaren enorm toe. Atmosferische plasma s worden opgewekt bij atmosferische druk met behulp van radiofrequente, microgolf- of gepulste DC-stromen. Verschillende gassen kunnen hiervoor worden gebruikt, maar de meest gebruikte gassen zijn argon, helium, zuurstof en lucht of een combinatie van deze gassen. Deze atmosferische plasma s kunnen zo ingesteld worden dat de gastemperatuur van het plasma in de buurt van kamertemperatuur ligt, terwijl de elektronentemperatuur veel hoger is, namelijk in de orde van K. Hierdoor is de chemische reactiviteit van het plasma hoog, terwijl het niet leidt tot thermische schade aan behandelde oppervlakken. Een atmosferisch plasma beschikt over meerdere eigenschappen die schadelijk kunnen zijn voor micro-organismen. Er ontstaat namelijk naast de elektronen en ionen onder andere ultraviolette en vacuüm ultraviolette straling, alsook elektrische en magnetische velden. Wanneer het plasma in contact komt met zuurstof en stikstof (zoals in lucht), zullen er allerlei reactieve moleculen gevormd worden, waaronder OH, NO en O 3. De combinatie van deze verscheidene eigenschappen van atmosferische plasma s wordt ook wel de plasma cocktail genoemd. Complexe chemie Wanneer de bacteriën zich bevinden in vloeistof (bijvoorbeeld in wondvocht) worden de interacties tussen de door het plasma gecreëerde componenten nog complexer. De reactieve moleculen zorgen namelijk voor een verzuring van de vloeistof en gaan onderling reageren. Hierdoor kan een scala aan chemicaliën gevormd worden, zoals onder andere nitriet (NO 2- ), nitraat (NO 3- ) en waterstofperoxide (H 2 O 2 ). Sommige moleculen zijn alleen tijdelijk aanwezig omdat ze instabiel zijn en uiteenvallen of omdat ze als tussenstap dienen naar het vormen van andere moleculen. Bovendien kan de VUV straling zorgen voor dissociatie van water wat leidt tot het ontstaan van OH en vervolgens H 2 O 2 in de vloeistof. Wanneer het plasma in contact is met de vloeistof is ook de flux van ionen op het oppervlak van belang. De precieze interactie van ionen met het oppervlak van een vloeistof is nog niet geheel bekend, maar aangenomen wordt dat het zorgt voor oppervlaktechemie. "De combinatie van deze voor bacteriën schadelijke eigenschappen van atmosferische plasma s wordt ook wel de plasma cocktail genoemd." Een bijkomend effect van verzuring van de vloeistof is dat beneden een bepaalde ph de mate van dissociatie van door het plasma geïntroduceerde zuren beïnvloed wordt. Hierdoor kunnen bepaalde chemische componenten schadelijker worden voor micro-organismen, of juist minder schadelijk. Het effect van plasma behandeling op gebufferde vloeistoffen (vloeistoffen waarvan het ph constant blijft) is dan ook wezenlijk anders dan niet gebufferde vloeistoffen. Dit alles klinkt zeer veelbelovend, maar waarom zou een plasma op deze manier niet schadelijk zijn voor menselijke cellen? Door het hebben van een celwand zijn bacteriën immers beter afgeschermd van hun omgeving dan menselijke cellen. Bacteriën zijn echter ongeveer een orde van grootte kleiner dan menselijke cellen, welke een diameter hebben van ongeveer 100 µm. Omdat hierdoor de oppervlakte/volumeverhouding anders is, zijn bacteriën over het algemeen gevoeliger voor reacties aan het celoppervlak. Hierdoor is het mogelijk om behandelingscondities te vinden waarbij het grootste deel van de bacteriën doodgaat terwijl de menselijke cellen veelal overleven. Om deze bewering kracht bij te zetten is in figuur 1 een demonstratie te zien waarbij een atmosferisch plasma direct in contact komt met de huid. 16 N! februari 2013

17 Figuur 1: Een demonstratie met een plasmapen die speciaal voor oppervlaktebehandelingen ontwikkeld is. Door de lage gastemperatuur leidt het contact tussen huid en plasma niet tot brandwonden. De praktijk De effectiviteit van deze atmosferische plasma s in wondgenezing is ook in klinische onderzoeken aangetoond. Figuur 2 toont een 61-jarige patiënt met een zogenaamd open been of ulsus cruris vóór behandeling, na 7 behandelingen en na 11 behandelingen. Waar in het begin nog verschillende bacteriën in grote getalen aanwezig waren in de wond, was het gebied na 11 behandelingen schoon en begon de wond zich te sluiten. "Naar verwachting zullen plasma's gebruikt worden voor het ontsmetten van weefsel, om zo bijvoorbeeld wondgenezing te bevorderen." Een van de uitdagingen voor plasma s in de geneeskunde is het feit dat de eerder genoemde extrapolatie van de afname van bacteriën als functie van behandeltijd bij plasmabehandelingen lastig is. Dit komt omdat er meerdere processen spelen met verschillende tijdsconstanten. Het is daarom niet de verwachting dat plasma s gebruikt zullen worden voor het steriliseren van objecten of weefsel maar voor het ontsmetten hiervan. Op die manier kan bijvoorbeeld wondgenezing bevorderd worden. De rol van de TU/e Binnen de vakgroep EPG (Elementaire Processen in Gasontladingen) wordt onderzoek gedaan naar het Figuur 2: Een klinische test waarbij een 61-jarige patiënt met zweren dagelijks 2 minuten met een Argon-plasma behandeld werd. De foto's laten (van links naar rechts) de wond zien na 0, 7 en 11 behandelingen. Bron: Journal der Deutschen Dermatologischen Gesellschaft, DOI: /j x. gebruik van plasma s in de gezondheidszorg. Dit gebeurt in samenwerking met het VSBN (Vereniging Samenwerkende Brandwondencentra Nederland) in Beverwijk en het Tytgat-instituut van het AMC in Amsterdam. De kennis van de fundamentele plasmafysica wordt hierdoor gecombineerd met de kennis van microbiologie. Door onder andere het gedissipeerde vermogen, de gastemperatuur, de ionenproductie en de UV-flux te meten wordt het plasma gekarakteriseerd. Vervolgens worden de effecten van plasmabehandelingen onderzocht door zowel bacteriën, menselijke cellen en donorhuid te behandelen. Wanneer deze resultaten gecombineerd worden met een chemiemodel kan een inschatting gemaakt worden van de effectiviteit van de eerder genoemde componenten in een atmosferisch plasma, om zo te verklaren wat plasmabehandelingen zo effectief maakt bij het doden van bacteriën. Er zijn sterke aanwijzingen gevonden dat wanneer het plasma de vloeistof niet raakt, het bacteriedodend effect vooral veroorzaakt wordt door de complexe interactie van de door het plasma gecreëerde reactieve moleculen in de vloeistof. De toekomst Hoewel atmosferische plasma s in de geneeskunde dus een significante bijdrage kunnen leveren, is het niet zo dat plasmabehandelingen op korte termijn gemeengoed zullen worden. Dit komt vooral doordat het effect van plasmabehandelingen op de gezondheid op lange termijn niet bekend is. Om dit te kwantificeren zullen nog vele uitgebreide klinische onderzoeken uitgevoerd moeten worden, waarbij ook langetermijneffecten meegenomen worden. Desalniettemin is het jonge vakgebied van de plasmageneeskunde fascinerend en heeft het de potentie om op termijn nieuwe technieken te ontwikkelen. Door: Koen van Gils (VENI-lid) N! februari

18 varia VENI lezingenavond Op dinsdag 16 oktober vond de jaarlijkse VENI lezingenavond plaats bij het Academisch Genootschap. Een hapje, een drankje en interessante en interactieve lezingen door onze alumni: dat is wat het bestuur van VENI voor ogen heeft bij de jaarlijkse lezingenavond. Bovendien moet het zowel studenten als alumni aanspreken. VENI-lid Pier Dolmans en student Koen Merkus vertellen hieronder of dit wat hen betreft geslaagd is. Een kritische blik op het eten, de drank én natuurlijk de lezingen van Cor Klaasse Bos, Hanneke Peperkamp en Jeroen Rietjens. Pier Dolmans' ervaring Aangemoedigd door de reclame van het VENI bestuur en doordat ik tegelijk met alle drie de sprekers gestudeerd heb, sloot ik op dinsdag 16 oktober 2012 aan bij de VENI carrièreavond. Eenmaal bij het Academisch Genootschap aangekomen, werd ik gezellig onthaald door het geluid van stemmen en klinkende glazen. Na een welkomstdrankje konden de 20 studenten en 15 alumni aan tafel voor een heerlijke warme maaltijd. Een goede gelegenheid om eens wat bij te praten met oud studiegenoten die ik al een tijdje niet meer had gezien. Maar natuurlijk draaide het niet alleen om het eten deze avond. Cor Klaasse Bos, Hanneke Peperkamp en Jeroen Rietjens zouden vanavond gaan vertellen waar hun carrière hen inmiddels had gebracht nadat ze 7-11 jaar geleden afgestudeerd zijn als natuurkundig ingenieur. Cor Klaasse Bos Cor werkt sinds begin 2006 bij Deloitte Consultancy in Amstelveen. Hier heeft hij sinds zijn aanname inmiddels vijf stappen doorlopen op de promotionele ladder. Begonnen als Analyst, via Consultant, sr. Consultant en Manager is hij deze zomer doorgegroeid tot sr. Manager. Als technisch consultant is hij vooral op locatie bij klanten waar hij gespecialiseerd is in implementatie van CRM-systemen. Zijn laatste grote project was voor Canon waar hij met een wereldwijd team van 30 mensen het helpdesksysteem heeft geoptimaliseerd. Na zijn afstuderen heeft hij voor consultancy gekozen omdat hij naast zijn analytische en technische vaardigheden graag zijn people skills en communicatieve vaardigheden wilde aanscherpen en uiteindelijk wilde leren leidinggeven. Deloitte heeft hij gekozen omdat, in tegenstelling tot andere consultancy bureaus, Deloitte ook implementatieprojecten doet bovenop het pure adviserende werk. Door zijn snelle groei binnen het bedrijf is Cor over zijn sweet spot van de consultancy heen gegroeid en meer bij acquisitie en bedrijfspolitiek beland. Naast zijn baan heeft hij ook altijd een eigen bedrijf dat online planningen heeft ontwikkeld voor de vrijwillige brandweer. Ook is hij bezig met een eigen start-up in een andere richting. "Na drie gevarieerde en zeer interessante verhalen had iedereen dorst en zin om nog even na te praten." Na 6,5 jaar stopt hij bij Deloitte om met zijn eigen bedrijf weer dichter bij de technische inhoud betrokken te zijn, iets waar hij bij Deloitte niet veel meer mee bezig kon zijn. Zijn collega s omschrijven het als death by success binnen de wereld van grow or go die consultancy heet. Een bewonderenswaardig feit is dat Cor in zijn tijd bij Deloitte nooit meer dan 40 uur per week heeft gewerkt maar door focus en efficiëntie zich toch voldoende heeft weten te onderscheiden om carrière te maken. Hanneke Peperkamp Hanneke studeerde 11 jaar geleden af als technisch natuurkundige en tevens als bouwkundige, twee opleidingen die ze parallel heeft gevolgd. Als sinds haar jeugd was ze geïnspireerd door de grote torens die haar vader bouwde en sinds toen stond voor haar vast dat zij daar later ook iets mee wilde. Bij Peutz, een bouwfysisch adviesbureau kan ze haar beide passies combineren. Peutz heeft meerdere locaties in Europa, heeft internationale klanten en heeft een eigen onderzoekslab in Mook. Hier is Hanneke begonnen met het nabouwen van 18 N! februari 2013

19 kantoren in klimaatkamers, schaal 1-1. Sinds dien is haar werk een combinatie van advies in richtingen klimaat binnen en buiten, wind en brandveiligheid. Haar dagen variëren van testen doen, klanten bezoeken, rapporten schrijven tot ook laarzen aan en gaan. Twee sleutelpunten in haar carrière hebben haar gebracht waar ze nu is. Na enkele jaren bij Peutz, wilde ze graag grotere projecten gaan doen en oriënteerde zich hiervoor bij andere bedrijven. Toevallig of niet, op dat moment vroeg de directeur haar te blijven en gaf haar de kansen die ze zocht. Weer een paar jaar later kreeg haar manager een ongeluk en kreeg ze de kans een groot project over te nemen bij het Rabobank hoofdkantoor in Utrecht. Dit lukte en daarna is haar leven een slide-show van mooie projecten in bijvoorbeeld Antwerpen, Hong Kong, Londen en Berlijn, telkens bij grote interessante gebouwen. Wat haar voldoening geeft is als ze bijvoorbeeld op de snelweg bij Venlo rijdt en daar langs het Floriade-gebouw komt waar ze via een project haar stempel op heeft kunnen drukken. Bij Peutz staat kennis voorop en is personeel (70% HTS of TU) het belangrijkste kapitaal. Hanneke heeft het er nog steeds goed naar d r zin en zal zo te horen nog wel even blijven. Jeroen Rietjens Jeroen is in 2004 afgestudeerd, heeft in 2005 de Mignotprijs gewonnen voor zijn afstudeeronderzoek en is sinds die tijd bezig aan een mooie wetenschappelijke carrière. Eerst middels een promotieonderzoek aan spintronics op de TU/e en sinds 2009 als instrument scientist bij SRON in Utrecht. Daar ontwikkelt hij spectropolarimeters voor atmosfeeronderzoek aan planeten vanuit de ruimte. Dat kan onze eigen planeet zijn voor thema s als klimaat, gezondheid of economie, maar, minstens even spannend, ook planeten als Mars en Jupiter. Middels goede aerosol-metingen kan bijvoorbeeld de toekomst van ons klimaat beter voorspeld worden. De uitdaging zit voor Jeroen in het ontwerpen van meetapparatuur die nauwkeurig is en bestand is tegen de omstandigheden buiten onze atmosfeer. Het interpreteren van de data laat hij liever aan andere wetenschappers over. Ondanks 4 uur reistijd per dag, is hij nog geen dag met tegenzin naar zijn werk gegaan. Hij zou graag nog lang bij SRON blijven zodat hij een volgende ruimtemissie in bijvoorbeeld 2022 kan meemaken en kan zien of zijn instrumenten ook echt goed werken. Als onderdeel van zijn werk dingt Jeroen mee naar de Academische Jaarprijs 2012 (welke uiteindelijk ook werd gewonnen, zie het artikel op pagina 10 over de ispex, red.). Het idee is om met smartphonebezitters tegelijk een spectrometing te gaan doen om zo heel uitgebreid gegevens te gaan verzamelen over onze atmosfeer. Een heel mooi idee! Afsluiting Na drie gevarieerde en zeer interessante verhalen had iedereen dorst en zin om nog even na te praten. Gelukkig had het VENI-bestuur gezorgd voor een koud biertje en een warme bitterbal en bleef het nog lang gezellig bij het Academisch Genootschap. Een geslaagde avond! Door: Pier Dolmans (VENI-lid) De lezingenavond door de ogen van de student Tot dit jaar was ik nog onbekend met het fenomeen VENI lezingenavond. Toen ik hier dit jaar van hoorde, kon ik in eerste instantie mijn enthousiasme nog wel in de hand houden. De VENI lezingenavond in het Academisch Genootschap : er schoten beelden door mijn hoofd van grijze professoren in oude klaslokalen die discussies voeren over een tweede orde ruisterm in de Schrödingervergelijking. Maar toch, als bestuurslid van Van der Waals voelde ik een zekere verplichting om te gaan. Op de avond zelf bleek dat het beeld dat ik in eerste instantie bij de lezingenavond had toch niet helemaal klopte. De locatie, het Academisch Genootschap, bleek een stuk meer overeenkomsten te hebben met een kroeg dan ik me had voorgesteld. Toen we binnenkwamen waren velen dan ook al een biertje aan het drinken, waardoor wij studenten ons meteen op ons gemak voelden. Vervolgens was daar het buffet. Het leek mij logisch dat, naast de geest, ook het lichaam gevoed werd op deze avond, dus ik zorgde dat ik niks tekort kwam. Met name over de haché was ik erg te spreken. Vervolgens begonnen de lezingen. Ik bereidde me al voor om in mijn serieuze oplethouding te gaan zitten en vervolgens lekker weg te dromen, maar ook dit bleek toch anders uit te pakken. De lezing bleek uiteindelijk meer een interactief gesprek met het publiek dan een lezing, met een erg goede sfeer en zonder al te vaste structuur. Het was verbazend om te zien dat iemand die natuurkunde gestudeerd heeft naast zijn baan als IT-consultant de roosters maakt voor tientallen brandweerkorpsen. Op een gegeven moment trok ik zelfs de stoute schoenen aan, en stelde een vraag! De tweede lezing liet weer een totaal andere kant van natuurkunde zien. Namelijk, de toepassing hiervan in en bij gebouwen. De derde lezing ging over atmosfeeronderzoek met als toetje iets waar mijn hart altijd sneller van gaat kloppen: een iphone-app! Uiteindelijk werd er weer afgesloten met een drankje en keek ik met plezier terug op de VENI lezingenavond, iets waar ik volgend jaar zeker weer enthousiast voor ben! Door: Koen Merkus (Student Technische Natuurkunde en bestuurslid Van der Waals) N! februari

20 VaRIA Natuurkunde voor dummies Optical trapping, de Schrödinger vergelijking, Hilbertruimtes, fononen. Voor iemand die geen natuurkunde studeert is het waarschijnlijk Zimbabwaans voor abracadabra. Boze tongen beweren echter dat natuurkunde vooral interessant-doenerij is waarbij men verdacht vaak de woorden 'oneindig', 'relatief' en 'empirisch' gebruikt. Om de proef op de som te nemen gaan we dan ook op de natuurkunde in zoals God het bedoeld heeft: voor dummies. Deze keer de Wetten van Newton. Het begin Allereerst wat context. Aristoteles, een van de grootste denkers uit de oudheid, geloofde dat alle soorten objecten een plek hadden, waar ze van nature zouden willen zijn. Zware objecten, zoals stenen, zouden graag op Aarde blijven. Lichte objecten, zoals rook, zouden graag in de lucht blijven, terwijl de sterren graag aan de hemel stonden. Hiermee verklaarde hij waarom stenen vielen, terwijl rook opsteeg. Verder meende hij, dat de natuurlijke toestand van objecten stilstand was. Om iets te laten bewegen langs een rechte lijn, met een constante snelheid, zou je er continu een kracht op uit moeten oefenen. Zou je dit niet doen, dan zou het object afremmen en tot stilstand komen. Samen vormen deze aannames al een redelijk begin om de baan van een afgeschoten pijl te beschrijven. Vlak na het verlaten van de boog heeft deze pijl zijn hoogste snelheid, en zal afremmen, gezien er geen boogpees is om hem voort te drijven. Verder is de pijl een zwaarder object, waardoor hij graag naar de aarde terug wil. Zou je echter een zwaardere pijl nemen, dan zou deze ook sneller naar beneden moeten komen volgens Aristoteles. Pas honderden jaren later werd door Galileo bewezen dat dit niet zo was. Hij realiseerde zich ook dat je geen kracht nodig hebt om een steen met constante snelheid te laten bewegen, pas als je snelheid of richting verandert vereist het een kracht. Toch zitten we nu opgescheept met de Wetten van Newton, niet van Galileo. Op zich wel zo prettig, want is het nu Galileo of Galilei? Bij gebrek aan Wikipedia om dingen op te zoeken, combineerde Newton de ideeën van Galileo met zijn eigen inzichten en schreef ze formeel op, met hier en daar een wiskundige formule. Zo ontstond er een compleet beeld van het principe achter bewegingen. Dan nu over naar de belangrijke zaken: de Wetten van Newton en hoe je ze uitlegt aan je schoonmoeder. 1 e Wet Stel je voor dat er een steen ligt waar geen netto kracht op wordt uitgeoefend. Het kan dan gewoon zijn dat er helemaal geen krachten op worden uitgeoefend. Maar het kan ook best zo zijn dat er een hoop mensen tegen de steen duwen en kracht uitoefenen, maar dat ze allemaal even hard in tegenovergestelde richting van elkaar duwen. Zo zal er toch geen netto kracht zijn, omdat iedereen tegen elkaar in duwt. Nu zul je denken: dan beweegt de steen ook niet. Maar dat is niet altijd waar. Zeker, als de steen in het begin stil ligt, zal Figuur 1: De eerste wet van Newton in een simpel plaatje. 20 N! februari 2013