Nobelprijs voor de natuurkunde 2004

De Nobelprijs voor de natuurkunde 2004 is toegekend aan de Amerikanen David Gross, David Politzer en Frank Wilczek voor hun 'ontdekking van de asymptotische vrijheid in de theorie van de sterke wisselwerking'. Deze ontdekking was de belangrijke stap die het nut van de quantumchromodynamica (QCD) aantoonde. Deze theorie verklaart waarom quarks normaal gesproken nooit vrij voorkomen. De sterke kracht, die kerndeeltjes bij elkaar houdt, is sterker naarmate de afstand tussen de deeltjes (op microscopische schaal) groter is. Het is alsof deeltjes met een elastiek bij elkaar gehouden worden. Hoe verder het elastiek wordt uitgerekt, hoe groter de kracht wordt om ze bij elkaar te houden. Daarom zitten quarks in kerndeeltjes bij elkaar opgesloten. Alleen extreem dicht bij elkaar is die kracht zo zwak dat quarks zich als vrije deeltjes kunnen gedragen. Dat is het geval in het zogeheten quark-gluonplasma, een toestand die onmiddellijk na de oerknal kortstondig heeft geheerst. Dit is momenteel het werkterrein van Wilczek.

"Deze prijs is echt verdiend", vindt prof.dr. Piet Mulders, hoogleraar theoretische fysica aan de Vrije Universiteit in Amsterdam, "als je ziet hoe de veldentheorie zich sinds 1970 heeft ontwikkeld. Nadat het bewijs voor renormeerbaarheid van de theorie was geleverd (het werk waarvoor Gerard 't Hooft en Martinus Veltman bekroond zijn) was er voor de sterke wisselwerkingen nog de simpele observatie van asymptotische vrijheid, een doorbraak waar ook Gerard 't Hooft in 1972 dicht bij was". De observaties van Wilczek en Gross enerzijds en Politzer anderzijds werden in twee artikelen gepubliceerd die tegelijkertijd verschenen. Zij constateerden dat de zogeheten koppelingsconstante tussen quarks bij kleiner wordende afstand niet groter werd, zoals bij elektrische krachten, maar juist kleiner."Frank Wilczek werd al jaren genoemd als Nobelprijskandidaat", zegt prof.dr. Justus Koch van het Nationaal Instituut voor Kernfysica en Hoge-energiefysica (NIKHEF) in Amsterdam. Achteraf gezien vindt Koch het logisch dat Gross en Politzer mede de prijs krijgen, gezien het feit dat de baanbrekende publicaties van het drietal in 1973 zo veel zijn geciteerd. De theoretische natuurkunde in Nederland heeft een nauwe relatie met Wilczek. Zo is hij lid van de adviesraad van de Dutch Research School of Theoretical Physics en was hij nog maar enkele weken geleden in Nederland om als lid van een evaluatiecommissie onderzoek aan de Universiteit van Amsterdam en de Vrije Universiteit te beoordelen. In 2002 ontving hij de Lorentzmedaille van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen.

Meer informatie over de Nobelprijzen natuurkunde, die vanaf 1901 zijn uitgereikt is hier te vinden.