WND Conferentie 2011
Lezingen
J.T. van der Veen
>
Presentatie
>
Foto’s
Uitreiking van de Minnaertprijs
F. Budding
>
Toespraak
>
Presentatie
>
Foto’s
Waarom we geen leven kunnen maken
E.W. Meijer
Technische Universiteit Eindhoven
“Hoe is het leven op aarde ontstaan?” is wellicht één van de meest intrigerende vragen waar geen wetenschappelijk antwoord op te geven is. Echter, steeds meer raadsels over het leven worden opgelost door de enorme vooruitgang in de wetenschap en technologie. Hierdoor worden de mogelijkheden om het leven op ingrijpende wijze te veranderen bijna onbeperkt. Enerzijds kunnen we nu schapen klonen, organen kweken uit stamcellen terwijl we cellen, planten en bacteriën genetisch kunnen modificeren. Anderzijds is het synthetiseren van moleculen uit simpele stoffen tot grote hoogte gestegen, waardoor we grote eiwitten en DNA met synthesizers kunnen maken en met allerlei medicijnen vele ziektes kunnen genezen. De vele inzichten leggen tevens de complexiteit van de moleculaire celbiologie bloot. Hierdoor wordt de verwondering over hoe leven kan zijn ontstaan des te groter. De lezing zal aangeven waar de grootste uitdagingen liggen in het begrijpen van het ontstaan van leven en waarom het, ondanks alle onderzoeksinspanningen, nog heel, heel lang zal duren voordat een levende cel uit zijn individuele componenten in een laboratorium wordt gemaakt. Speciale aandacht zal gegeven worden aan het zich zeer snel ontwikkelende vakgebied van de opbouw van complexe supramoleculaire systemen.
> Foto’s
Isaac Newton: hoe een alchemist de universele gravitatie ontdekte
H.F. Cohen
Universiteit Utrecht
Het bekende verhaal over Isaac Newton en de vallende appel klopt. Nog als student kwam hij in de boomgaard van zijn moeder op het idee dat de val van een appel op aarde en de baan van de maan rond de aarde aan hetzelfde principe onderworpen zijn. Maar wat dat principe dan precies is, namelijk de aantrekkende kracht die elk voorwerp op elk ander uitoefent, dat is pas twintig jaar later tot hem doorgedrongen. En toen was het zaak om het niet bij een vermoeden te laten, maar er een sluitend bewijs voor te leveren. Ook met zijn ontdekking dat zonlicht uit alle kleuren van de regenboog bestaat, rustte hij niet voordat hij die onomstotelijk had vastgenageld. Intussen hield hij zich al even intensief bezig met alchemie en met ketterse theologie. Wat voor wetenschapper was Newton dan wel, en waar bestonden zijn voornaamste prestaties uit? Wat staat er nu eigenlijk in zijn twee boeken, de Principia en de Opticks, en hoe is hij er op gekomen? Wat moeten we aan met zijn bizarre persoonlijkheid? En wat houdt ‘bewijzen’ in de natuurwetenschap eigenlijk in? Professor Cohens boek Isaac Newton en het ware weten gaat over deze kwesties; in zijn lezing zal hij zich vooral richten op de eigenaardige manier waarop Newton de universele gravitatie heeft ontdekt.
> Foto’s
Sterrenkunde
en technologie: een gelukkig huwelijk
C. Waelkens
Katholieke Universiteit Leuven
De moderne sterrenkunde is geboren de dag dat Galilei de (in Nederland ontwikkelde!) telescoop gebruikte om naar de hemel de kijken. Die stelling doet wat onrecht aan de giganten die hem waren voorgegaan en die ook op een slimme manier verschillende instrumenten wisten te gebruiken. Maar het is zeker waar dat in de vierhonderd jaar sinds Galilei de wisselwerking tussen sterrenkunde en technologie in een blijkbaar niet te stuiten stroomversnelling is terecht gekomen. Dat proces is sinds een vijftigtal jaar nog aanzienlijk versterkt dank zij de ontwikkeling van de ruimtevaart.
Gedurende de laatste decennia zijn nauwkeurigheid, ruimtelijk oplossend vermogen, golflengtebereik en gevoeligheid van de metingen alle met meerdere grootte-ordes verbeterd. Dat belet niet dat sterrenkundigen telkens opnieuw de instrumenten proberen te gebruiken om net te onderzoeken wat nauwelijks mogelijk is, maar juist zo komen er nieuwe ontdekkingen tot stand en worden nieuwe technologische stappen voorbereid.
Aan de hand van enkele markante voorbeelden doorheen de geschiedenis illustreren we hoe sterrenkunde en technologie-ontwikkeling elkaar hebben gevoed. Met een zekere nadruk op de moderne projecten die voor beide invalshoeken veelbelovend zijn.
>
Presentatie
>
Foto’s
M. Dogterom
FOM Instituut AMOLF, Amsterdam
In levende cellen zetten moleculaire machines chemische energie om in mechanische krachten die voor allerlei vormen van transport zorgen. Een belangrijk voorbeeld is het transport van chromosomen die tijdens de celdeling gericht naar de juiste plek in de cel verplaatst dienen te worden. Krachten die hiervoor nodig zijn worden opgewekt door de zelf-assemblage van lange stevige eiwit-draden (zogeheten cytoskelet polymeren) en het wandelen van moleculaire motoren langs deze zelfde draden. Fysici slagen er sinds het eind van de vorige eeuw in om het fysisch gedrag van deze moleculaire machines op het niveau van een enkel molecuul, op de nanoschaal, te bestuderen. Een populaire techniek die daarbij gebruikt wordt is het optisch pincet, waarbij met behulp van een laserbundel een glazen bolletje kan worden vastgepakt. Dit maakt het mogelijk om krachten in de orde van een enkele picoNewton te meten.
>
Presentatie
>
Films
>
Foto’s
Natuurkunde van natuurlijke rivieren: meandering op Aarde en Mars
M.G. Kleinhans
Universiteit Utrecht
Rivieren komen in vele soorten en maten voor op de planeten Aarde en Mars. Op Aarde zijn ze belangrijk omdat tweederde van de mensheid leeft in riviergebieden en delta’s. Op Mars vertellen ze een verhaal over hoe nat het daar is geweest, en of daar ooit leven kan zijn ontstaan. Maar hoe komt het dat al die vormen zo verschillen? Theorieën zijn er al decennia, maar zowel computermodellering als op schaal nabootsen in experimenten faalden tot nog toe. Afgelopen jaar is mijn groep erin geslaagd vlechtende en meanderende rivieren te laten ontstaan in het lab. De natuurkundige fenomenen erachter blijken niet ingewikkeld te zijn, maar omvatten wel heel verschillende aardwetenschappelijke processen. In deze lezing komt aan bod hoe natuurkunde (naast biologie) helpt om het aardoppervlak te begrijpen, en hoe de relevante processen eenvoudig op school kunnen worden nagebootst met water en zand.
>
Presentatie
>
Lezing:
Online lezing over rivierpractica op de basisschool
>
Film:
Rivieronderzoek. Andere films op http://www.dejongeakademie.nl
>
Foto’s
In de lezing is gesproken over de mogelijkheid om het komende half jaar een bus vol topwetenschappers op school te krijgen voor de onderbouw, en om een gratis spel te bestellen dat de werking van de wetenschap simuleert en binnen een lesuur gespeeld kan worden. Zie http://www.dejongeakademieonwheels.nl.
K.A.H. van Leeuwen
Technische Universiteit Eindhoven
De quantumfysica beschrijft een wereld die letterlijk moeilijk voor te stellen is. Golven die tegelijk deeltjes zijn, katten die zowel dood als levend zijn en grootheden die pas bestaan als we deze meten staan ver van ons gewone wereldbeeld. Dit is aan de ene kant het grote probleem van de quantumfysica, maar aan de andere kant vormt het ook de grote aantrekkingskracht: moeilijk, maar mysterieus en nooit saai. In deze lezing zal ik voorbeelden geven van experimenten die het vreemde karakter van de quantumfysica illustreren, maar ook laten zien hoe dit karakter gebruikt kan worden voor praktische doeleinden.
>
Presentatie
>
Foto’s
S. de Jong
Radboud Universiteit Nijmegen
Het Standaard Model van de elementaire deeltjesfysica is inmiddels bijna een halve eeuw oud en is met grote precisie getest en in orde bevonden. Dit model geeft een ordening aan deeltjes en interacties die vergelijkbaar is met het periodiek systeem der elementen. Het geeft echter een geheel andere kijk op de wereld. In plaats van het ongrijpbare begrip kracht op afstand zijn alle interacties door direct contact en worden de klassieke krachten beschreven door het uitwisselen van deeltjes die informatie dragen. Dit blijkt een zeer krachtig beeld te zijn om de wereld om ons heen te beschouwen, te verklaren en te voorspellen. In het NiNa programma wordt meer aandacht besteed aan het Standaard Model, maar met mondjes mate en nog steeds geredeneerd vanuit de klassieke paradigma's. Hoeveel van de nieuwe inzichten mogen wij leerlingen in het voortgezet onderwijs onthouden?
>
Presentatie
>
Foto’s
G. Peters
Technische Universiteit Eindhoven, Faculteit Werktuigbouwkunde, Materials Technology
Reologie is de wetenschap van het deformeren/stromen van materie. Het vakgebied is ontstaan in het begin van de twintigste eeuw met de opkomst van plastics die allerlei ‘vreemd’ stromingsgedrag vertoonden. ‘Vreemd’ betekent in dit geval ander gedrag dan normaal wordt waargenomen bij de stroming van water en lucht. Natuurlijk ligt de nadruk van het vakgebied op technologische toepassingen (polymeren smelten, plastic compounds) en biomechanische problemen (hersenweefsel, huid, vet, (stollend) bloed), maar er zijn echter genoeg voorbeelden in het dagelijks leven om vreemd stromingsgedrag te demonstreren: tandpasta, kauwgum, een geklopt eitje, verf, shampoo, spaghetti, brooddeeg, enzovoort.
Naast het zoeken naar relaties tussen de opgelegde spanning en de resulterende vervormingen van een materiaal is er veel aandacht voor de onderliggende (micro)structuur die dit gedrag bepaalt. Begrip van de relatie tussen structuur en reologisch gedrag geeft de mogelijkheid om gewenst gedrag te creëren.
In deze lezing zullen de basisconcepten van de reologie worden besproken en aan de hand van een paar voorbeelden nader toegelicht.
>
Presentatie 1
>
Presentatie 2
>
Foto’s
Atomen aan
het werk: praktijkprocessen live gevolgd op atoomschaal
J. Frenken
Kamerlingh Onnes Laboratorium, Universiteit Leiden
Met speciale vormen van microscopie, zoals scanning tunneling microscopie of atomic force microscopie, is het onder optimale laboratoriumomstandigheden mogelijk om materiaaloppervlakken atoom voor atoom af te beelden. Oppervlakken spelen een hoofdrol in een veelheid aan praktijkprocessen, zoals hechting, corrosie, kristalgroei, wrijving en katalyse. De omstandigheden waaronder deze processen plaatsvinden zijn vaak heel 'vijandig' voor onze gevoelige scanning probe microscopie. Toch slagen we erin om de microscopen speciaal geschikt te maken voor dergelijke, moeilijke omstandigheden. Op deze manier verschaffen wij ons de allereerste, gedetailleerde en vaak verrassende blik op de atomaire basisstappen waaruit zo'n praktijkproces is opgebouwd. In deze lezing zal ik dat illustreren aan de hand van recente onderzoeksresultaten op het terrein van de groei van grafeen (grafiet met een dikte van slechts één atoomlaag) en van een van de chemische reacties die plaatsvinden in de autokatalysator.
>
Presentatie
>
Films
>
Foto’s
Speciale Relativiteitstheorie anno 2011
S.J.G. Vandoren
Universiteit Utrecht
We bespreken de principes van de speciale relativiteitstheorie, en
een aantal recente toepassingen in wetenschap en maatschappij.
Voorbeelden van tijdsdilatatie en lengtecontracties worden
uitgelicht, en hoe deze toegepast worden in de hedendaagse
kosmologie, sterrenkunde en deeltjesfysica. Verder bespreken we
het belang van de relativiteitstheorie in de telecommunicatie,
zoals bij GPS systemen, en de spanning die heerst rondom het
experiment waaruit zou blijken dat neutrino’s sneller dan het
licht bewegen.
>
Presentatie
>
Foto’s
Wat en hoe van natuurwetten. Geschiedenissen van gravitatie en energie
F.J. Dijksterhuis
Universiteit Twente
Natuurwetten zijn vreemde dingen. Het zijn wetten, maar je kunt ze niet overtreden. Ze zijn overal in de natuur en toch kun je ze niet zien. In deze voordracht neem ik een historische omweg om één en ander duidelijk te maken over de aard van natuurwetten in het algemeen en over de manier waarop de gravitatiewet en de wet van energiebehoud ontwikkeld zijn om specifieke fysische vraagstukken aan te pakken.
Het begrip natuurwet werd geïntroduceerd tijdens de wetenschapsrevolutie van de zeventiende eeuw. De bekendste zijn de wetten van Isaac Newton en dan met name zijn wet van universele gravitatie. Hij loste daarmee een aantal lastige vragen in de natuurkunde op, maar de aard van zijn wet riep weer nieuwe vragen op. Door precies te kijken naar de historische achtergrond van de Principia en de manier waarop Newton zijn wetten vormgaf, krijgen we niet alleen inzicht in het concept gravitatie maar ook in de aard van moderne natuurwetten.
In de negentiende eeuw was het begrip natuurwet al lang niet meer omstreden. De worsteling van William Thomson om grip te krijgen op verschijnselen van warmte en beweging was er echter niet minder om. Net als in het geval van Newton levert dit een fascinerend verhaal op over fysische puzzels en ingenieuze oplossingen. De uitkomst was een nieuwe wet – eigenlijk twee – die tegelijkertijd een nieuwe kijk op de natuur inhield.
Met deze twee verhalen wil ik laten zien hoe je de geschiedenis van de natuurkunde kunt gebruiken om zowel het fysisch inzicht in gravitatie en energie te verdiepen als een filosofisch begrip van de wetten die het beschrijven.
>
Lezing
>
Presentatie
>
Foto’s
W.C. Turkenburg
Universiteit Utrecht
>
Presentatie
>
Foto’s