steun vpro

Juan Maldacena

De zoektocht naar de theorie van alles

Natuurkundige Juan Maldacena probeert Einsteins relativiteitstheorie en de quantummechanica te verenigen in één model.

Te zien in the mind of the universe (6): de dromer
Zondag 11 juni 2017 om 21.05 uur op NPO 2
Herhaling donderdag 15 juni om 9.15 uur op NPO 2

‘We willen de mooiste aspecten van beide theorieën hebben.’

Regisseur Kees Brouwer over Juan Maldacena

'Tja, Juan Maldacena. Dat is wel de meest onbegrijpelijke man die ik ooit heb ontmoet. We gingen naar hem toe omdat Robbert Dijkgraaf had gezegd: hij is de diepste denker die ik ken. Het was een klein mannetje, uit Argentinië, die een nog kleiner vrouwtje had, en zijn kinderen waren al helemaal mini. Een heel klein gezinnetje. En die man kan alleen maar over zijn vak praten, en dat is theoretische natuurkunde.' (Lees verder door op 'open' te klikken) 

'Quantummechanica, relativiteitstheorie, snaartheorie, en daar ergens in de buurt zit hij dan met zijn eigen theorie, die een poging is om dat allemaal samen te brengen. Het lukte hem niet om uit te leggen waar hij mee bezig was, die stap naar een gewone uitleg was te groot. We hebben het natuurlijk wel geprobeerd, maar het duizelde me gewoon. En hij werd er ook een beetje ongemakkelijk van.'

'Ik vroeg: mag ik je filmen als je aan het werk bent? Vond hij prima. Dus hij pakte een vel papier, schreef er een vergelijking op of zoiets, en ging zitten. En hij bleef een half uur zitten, starend alsof hij door het papier heenkeek naar een nieuw universum waar wij niet waren. Dat was fascinerend. Maar op tv ga je daar niet heel lang naar kijken.' 

'Van alle wetenschappers willen we ook een persoonlijke kant laten zien, en hij vertelde dat hij elke zondag pizza maakt met zijn kinderen. Dus hebben we dat gefilmd. Aan de hand van het deeg probeerde hij zijn kinderen, van een jaar of tien en vijftien, dingen uit te leggen over het uitdijende heelal enzo, en die hadden zoiets van: pfff, niet wéér pap!'

leven en werk

Juan Maldacena (Argentinië, 1968) was als kind al geïnteresseerd in de werking van apparaten. Zo haalde hij al op jonge leeftijd kleine apparaten uit elkaar om te onderzoeken waaruit ze opgebouwd waren en hoe ze werkten. Deze fascinatie bleef. Hij ging natuurkunde studeren om ook de bouwstenen van de natuur te begrijpen. Zo kwam hij uiteindelijk uit in de wereld van de snaartheorie en quantumgravitatie, omdat daar mogelijk de allerkleinste bouwstenen van de natuur liggen. 

Maldacena is momenteel professor aan het Institute for Advanced Study in Princeton, waar Robbert Dijkgraaf directeur van is. Ondanks zijn succes als wetenschapper is Maldacena bijzonder bescheiden en verlegen. De wetten van sociaal gedrag zijn volgens hem veel onlogischer dan de wetten van de natuur. Hij woont direct naast de campus met zijn vrouw en drie kinderen. Zijn vrouw is advocate en zijn kinderen zijn acht, twaalf en vijftien. Maldacena: ‘Mijn vrouw houdt zich bezig met de wetten van mensen, ik met de wetten van de natuur.’ 

the theory of everything

Juan Maldacena wordt door zijn collega’s de nieuwe Einstein genoemd, omdat hij belangrijk werk heeft verricht in de zoektocht naar een theorie van alles. Met een dergelijke theorie hopen natuurkundigen Einsteins relativiteitstheorie en de quantummechanica te verenigen, zodat alle natuurkrachten (zwaartekracht, de beweging van hemellichamen en sterrenstelsels) en alle deeltjes (de kernkrachten en kwantummechanische beschrijving van kleine deeltjes) met één model te beschrijven zijn. The theory of everything. ‘We willen de mooiste aspecten van beide theorieën hebben.’

Maldacena’s belangrijkste theorie, de maldacena dualiteit, schept een verband tussen deze twee extremen, doordat in zijn model het allergrootste een projectie is van het allerkleinste. Je kan dit vergelijken met een hologram, waarbij je in 3D iets kan zien bewegen, dat vanuit 2D wordt geprojecteerd. Het 3D-beeld is niet de werkelijkheid, maar wel wat we waarnemen. Dit wordt ook wel het holografische principe genoemd.

Maldacena’s dualiteit geeft collega’s een tool om te switchen tussen de 3D-visualisatie en de 2D-beschrijving. In sommige gevallen is het makkelijker om de ene beschrijving te hanteren, maar voor andere problemen werkt de andere beschrijving beter. Deze truc wordt gezien als een grote stap in de goede richting en Maldacena wordt daarom geroemd als de diepste denker van deze tijd. 

Card

‘Mijn vrouw houdt zich bezig met de wetten van mensen, ik met de wetten van de natuur.’ - Juan Maldacena