Soft Voices

In Museum Boerhaave in Leiden kwam ik deze prachtige glazen slakkenhuizen-met-toeters tegen. Ze maken deel uit van het project Soft Voices van kunstenaar Anna van Suchtelen. Het slakkenhuis, de gehoorgang en de (oor)schelp vormen het uitgangspunt van deze glaskunst.

Newtons flipperkast

Credit: Museum Boerhaave/Epsilon Uitgaven: Stripboek 'Newton in Nederland'

Dit artikel is gepubliceerd in NRC Handelsblad, 17 december 2009

De Leidse tentoonstelling NewtonMania brengt de wetten van Newton tot leven.

Vader zet een stevige zwarte pickup-truck op de elektrische racebaan. Zijn zoon plaatst een duidelijk lichter, rood racewagentje in de baan ernaast. Zoon drukt op een knop en beide auto’s schieten uit de startblokken. Ze racen tegen een steil hellende bocht op, zo eentje als bij een overdekte wielrenbaan. Eenmaal de bocht uit storten ze zich naar beneden. Spoedig duikt de volgende bocht op, maar deze helt niet omhoog. De pickup-truck vliegt uit de bocht, de racewagen redt het net wel. Vader en zoon slaan hardop aan het filosoferen over hoe dit nou komt.

De wetten van Newton geven het antwoord, maar dat hoeft de zoon nu nog niet te weten, gezien zijn leeftijd. De gisteravond geopende tentoonstelling NewtonMania in het Leidse Museum Boerhaave brengt die wetten tot leven. De racebaan staat in het Mania-deel van de tentoonstelling. In ruim twintig doe-het-zelfexperimenten kun je jezelf via katrollen omhoog takelen, voel je hoe moeilijk een draaiend wiel uit het lood is te slaan en zie je dat de ene kogelbaan de andere niet is, ook al zijn het begin- en eindpunt van de kogel gelijk. De mechanicaproefjes zijn omringd door trefzekere, bijna mechanische graffitikunst op de muren.

Verbazing over dit soort experimenten, gevolgd door de diepe wil om ze te begrijpen, daarmee begon de moderne natuurwetenschap. Niemand anders was daarvoor zo belangrijk als Isaac Newton. Weg met de oeverloze woordspelletjes van de vroegere natuurfilosofen, zo besefte Newton in de 17e eeuw. Glasheldere wiskunde en genadeloze experimenten, dat moest het fundament van de wetenschap zijn. In zijn eentje ontwikkelde hij een gloednieuwe wiskundige gereedschapskist, formuleerde drie universele mechanicawetten en sloeg een onverwachte brug tussen ronddraaiende planeten en vallende appels.

Zijn revolutionaire ideeën hadden decennia nodig om wortel te schieten en daarbij speelden Nederlandse hoogleraren begin achttiende eeuw een belangrijke rol. Daarover gaat het Newton-deel van de tentoonstelling NewtonMania. Willem ’s Gravesande liet apparaten bouwen om Newtons mechanica aan studenten uit te leggen. Herman Boerhaave bewonderde Newtons exactheid en brak een lans voor hem in zijn oratie. Hun inspanningen vinden we in twee Newtonzalen terug in originele instrumenten en boeken.

Newtons mechanica bereikte zelfs de achttiende eeuwse kermis en huiskamer, zo zien we. Twee prisma’s splitsen licht in alle kleuren van de regenboog en laten de kleuren vervolgens met elkaar versmelten tot wit licht. Een tafelplanetarium bracht de hemel in een rijke huiskamer letterlijk naar de aarde. Is er dan nog aandacht voor de theorie? Ja. Aan de muur hangt een serie kleurrijke glas-in-loodramen met daarop in woord en beeld het centrale gedachtegoed van Newton en zijn Nederlandse geestverwanten.

Ten slotte nog even terug naar het Mania-deel, maar nu naar de flipperkast. Flipperen met een lichte of een zware bal, het maakt toch echt verschil uit, zo laat een flipperexperiment zien. Eigenlijk kunnen we het universum zien als één grote flipperkast van bewegende en botsende deeltjes; van planeten en meteorieten tot moleculen en atomen − met dank aan Newton.

Informatie

De tentoonstelling NewtonMania is van 17 december tot en met 12 september 2010 te zien in Museum Boerhaave in Leiden.

Ter gelegenheid van de tentoonstelling verscheen ook het stripboek ‘Newton in Nederland’ van Peter FitzVerploegh, René Bergmans en Ad Maas (Epsilon Uitgaven).

Miniatuurlicht uit silicium geperst

Credit: AMOLF/Tremani

Dit artikel is gepubliceerd in NRC Handelsblad, 12 december 2009

Natuurkundigen van het FOM-instituut voor Atoom- en Molecuulfysica in Amsterdam en de Universiteit Twente hebben voor het eerst een elektrische plasmonenbron gemaakt: een bron van miniatuurlicht. Omdat ze hiervoor bestaande chiptechnologie gebruiken, is de bron eenvoudig en goedkoop. Tot nu toe werden plasmonen opgewekt met licht in complexe en dure laseropstellingen. De onderzoekers publiceerden hun resultaten in de online-editie van Nature Materials (6 december).

Plasmonen hebben alle eigenschappen van gewoon licht, maar planten zich alleen voort in de tweedimensionale wereld van een metaaloppervlak. Ze rollen als golven over de zee van vrije elektronen. Plasmonen hebben de bijzondere eigenschap dat ze typisch een tienmaal zo kleine golflengte hebben als gewoon licht van dezelfde frequentie. Wereldwijd onderzoeken fysici manieren om deze kleine golflengte te benutten om nog kleinere en snellere computerchips te maken. Nu nog rekenen computerchips via elektronen met nullen en enen, maar het zou theoretisch ook met plasmonen kunnen.

De fysici uit Amsterdam en Enschede maakten hun plasmonenbron uit een sandwich van twee dunne goudlaagjes met als vulling siliciumnanobolletjes in een spread van aluminiumoxide. De goudlaagjes zitten slechts twintig nanometer uit elkaar (een nanometer is een miljoenste millimeter). “Wanneer we een elektrische spanning aanbrengen op de sandwich”, vertelt onderzoeksleider en AMOLF-directeur Albert Polman, “rennen de vrije elektronen door de sandwich en botsen tegen de siliciumbolletjes. Daardoor raken de bolletjes in een hogere energie. Normaal zouden ze daarna gewoon licht uitzenden om hun energie kwijt te raken, maar omdat ze opgesloten zitten in de sandwich, gaan ze plasmonen uitzenden.”

Als mogelijke toepassing denkt Polman dat een elektrische plasmonenbron dienst kan doen als sensor in een lab-on-a-chip: een chip die snel en nauwkeurig kleine hoeveelheden moleculen detecteert voor de medische diagnose van bijvoorbeeld bloed. “Doordat plasmonen een kleinere golflengte hebben dan gewoon licht kun je er nog kleinere sensoren mee maken”, aldus Polman. “Bovendien kun je plasmonen sterker concentreren, waardoor de sensor ook gevoeliger wordt.”

Daarnaast kan een elektrische plasmonenbron een brug slaan tussen de wereld van de optica, met licht als informatiedrager, en de wereld van de elektronica, met elektronen als informatiedragers. Plasmonen kunnen gewoon licht in elektriciteit omzetten en andersom.

En weg is de angstige herinnering

Heb je een angstige herinnering? Dan kun je deze overschrijven met een veilige herinnering, als je het op het juiste moment doet. Dit hebben onderzoekers van de New York University aangetoond. Ze hebben laten zien dat een jaar later de angstige herinnering ook echt niet meer terugkomt. In het volgende filmpje leggen ze hun resultaten uit:

www.nature.com/nature/videoarchive/memory/index.html