‘Bij helder weer keken we vanaf het dak van de school naar de sterren’

Toen Olaf Massen (27) terechtkwam op een middelbare school met een eigen sterrenwacht, bloeide zijn interesse voor de natuurkunde helemaal op. Nu promoveert hij bij het Institute for Gravitational and Subatomic Physics van de Universiteit Utrecht, is hij regelmatig te vinden bij de deeltjesversneller op CERN en leidt hij de volgende generatie natuurkundigen op. Begin april verscheen zijn eerste publicatie in een wetenschappelijk tijdschrift. Een portret van een veelzijdige en enthousiaste promovendus in de subatomaire fysica.

Massen houdt van een goed boek, volgt cursussen over wijn en is regelmatig op het handbalveld te vinden als speler, trainer en coach. Daarnaast is hij natuurkundige en onderzoekt het quark-gluon-plasma, een soort oersoep waaruit het hele universum bestond vlak na de oerknal. “Vroeger was mijn meest gestelde vraag: ‘Waarom?’”, zegt hij. “Ik vond de bètavakken op de middelbare school leuk en we hadden een eigen sterrenwacht. We volgden colleges over sterrenkunde en bij helder weer keken we vanaf het dak naar de sterren. Ik denk dat mijn liefde voor natuurkunde daar deels is ontstaan.”

Botsingen bestuderen

Massen studeerde natuur- en scheikunde en focuste steeds meer op de deeltjesfysica. Nu houdt hij zich bezig met zware-ionenfysica, het vakgebied dat botsingen bestudeert tussen zware atoomkernen bij zeer hoge snelheden en energieën. Het doel is onder meer om te begrijpen hoe materie zich gedraagt onder extreme omstandigheden – zoals kort na de oerknal. “Ik vind het mooi om hieraan bij te dragen, want er is nog zoveel wat we niet begrijpen”, zegt Massen enthousiast.

Werelden verenigen

In zijn onderzoek werkt Massen graag op het grensvlak van theorie en experiment. Dit in tegenstelling tot veel van zijn collega’s, die zich hebben gespecialiseerd in één van de twee. Dat komt volgens Massen doordat de deeltjesfysica al zover gevorderd is. Toch is het belangrijk dat er generalisten zijn die de twee werelden met elkaar kunnen verenigen, vindt hij. “De tweedeling kan leiden tot wederzijds onbegrip, terwijl het essentieel is dat ze op elkaar aansluiten. Het liefst denk je bij de ontwikkeling van nieuwe theorieën al na over hoe je ze experimenteel gaat testen.”

Ingewikkelde materie toegankelijk maken, vind ik heerlijk om te doen. Eerst dat onbegrip in die ogen en dan ineens zie je dat het kwartje valt

Dienst op CERN

Voor Massen hebben beide disciplines hun eigen charme: “De theorie is interessant omdat die gaat over de fundamentele principes van hoe iets werkt. Experimenteren is leuk omdat je moet bedenken hoe je iets kunt meten.” Vanuit die experimentele kant van zijn onderzoek is Massen lid van het ALICE-experiment bij de deeltjesversneller op CERN in Genève. Deze detector is speciaal ontworpen om het quark-gluon-plasma te bestuderen. Wereldwijd zijn er ruim duizend wetenschappers bij betrokken. Hoewel Massen pas recent begonnen is aan zijn experimentele studies, reist hij er twee keer per jaar naartoe voor een ‘ALICE-shift’: een dienst in de controlekamer van het experiment die vooral bestaat uit het verzamelen van data. Eind augustus mag hij weer.

Het Utrechtse Trajectum

In de studie die Massen onlangs samen met collega’s publiceerde, laat hij zien hoe je de temperatuur van het quark-gluon-plasma kunt meten door te kijken naar elektromagnetische straling die wordt veroorzaakt door hitte. Het quark-gluon-plasma is een fasetoestand waarin de bouwstenen van atoomkernen vrij rondzweven. Vlak na de oerknal was de hele kosmos ermee gevuld en betere kennis van de temperatuur van dit goedje draagt bij aan beter begrip van het begin van het universum.

Massen gebruikte voor het onderzoek computersimulaties van botsingen tussen versnelde loodkernen. Bij dit soort botsingen ontstaat quark-gluon-plasma. Het state-of-the-art programma werd ontwikkeld aan de Universiteit Utrecht en draagt de toepasselijke naam Trajectum. Het onderzoek is zodanig opgezet en uitgevoerd dat de theorie experimenteel kan worden getest met echte botsingen tussen loodkernen. Momenteel analyseren wetenschappers binnen het ALICE-experiment recent verzamelde data, in de hoop een signaal te vinden van deze elektromagnetische straling.  

Vallende kwartjes

Massen heeft aan de Universiteit Utrecht een bijzondere aanstelling, zodat hij meer ruimte heeft voor onderwijs. “Dat is een bewuste keuze geweest, omdat ik het onderwijs zo leuk vind. Misschien nog wel leuker dan het onderzoek”, zegt hij. Massen is inmiddels een van de hoofddocenten van het vak Subatomaire fysica bij de bacheloropleiding Natuurkunde, geeft masterclasses via U-talent en helpt middelbare scholieren met hun profielwerkstuk.

Daarnaast vertelt hij graag op andere plekken over zijn vak. Zo bezocht hij in maart tijdens Meet the Professor, samen met zijn promotor Raimond Snellings, groep 7 van basisschool de Gagel in Utrecht en gaf hij eind vorig jaar een college bij de Phoenix Publiekssterrenwacht in Lochem. Eigenlijk maakt het niet uit wie hij voor zich heeft. De uitdaging zit hem voor Massen in het toegankelijk maken van ingewikkelde materie. “Dat vind ik heerlijk om te doen. Eerst dat onbegrip in die ogen en dan ineens zie je dat het kwartje valt.”