[Commentaar]
De Nobelprijzen 1968 voor natuurkunde en scheikunde zijn beide toegekend aan Amerikaanse fysici: Luis Alvarez en Lars Onsager, de laatste van Noorse afkomst, de eerste geboren in de Verenigde Staten.
De natuurkunde (waarvan de scheikunde sedert de twintiger jaren een onderdeel is) bestaat uit twee gedeelten: de leer van de ‘kleine’ deeltjes, en de leer van de ‘vele’ deeltjes (waarbij het de bedoeling is de laatste te baseren op zekere eigenschappen van de kleine deeltjes). Alvarez leverde belangrijke bijdragen op het eerste gebied, Onsager op het tweede. Ook in andere opzichten zijn er complementaire onderscheiden aan te wijzen tussen deze twee natuurkundigen: Alvarez is experimentator en leidt een groep, Onsager is theoreticus en werkt meest alleen; Alvarez werkt in het westen (Berkeley, Californië), Onsager in het oosten (Yale, New Haven, Connecticut).
Alvarez produceerde met behulp van tot hoge energie versnelde deeltjes, die op andere deeltjes geschoten werden, nieuwe, tevoren onbekende, deeltjes. Van deze nieuwe deeltjes, die men vreemde deeltjes noemde, werden er steeds twee of meer tegelijk geproduceerd. Deze eigenschappen leidden de theoretici ertoe een nieuwe grootheid in te voeren. Men schreef aan de deeltjes namelijk naast energie, lading en dergelijke een nieuw getal, de ‘vreemdheid’, toe. Het bleek dat men dit zodanig kon doen dat deze ‘vreemdheid’ bij de processen van sterke wisselwerking, waarbij de nieuwe deeltjes geproduceerd werden, een ‘behouden grootheid’ was, juist zoals energie en lading. Op deze wijze verklaarde men dat uit de botsing van twee ‘gewone’ deeltjes (dat wil zeggen met vreemdheid nul) nooit één enkel vreemd deeltje kon voortkomen, maar minstens twee met compenserende positieve en negatieve vreemdheden. De theorie was voorts ook in zoverre succesvol dat inderdaad processen waarbij de vreemdheid niet behouden werd bij de sterke wisselwerkingen niet bleken voor te komen. De vreemdheid werd later, gecombineerd met nog een andere behouden grootheid voor sterke wisselwerking, ondergebracht in een theorie der ‘unitaire symmetrieën’. Het is karakteristiek voor de huidige stagnatie in de ontwikkeling van de natuurkunde der kleine deeltjes dat deze theorie nog steeds los staat van andere partiële theorieën over andere eigenschapen, dat met andere woorden geen overkoepelend gezichtspunt is verkregen tot nu toe.
Onsager kreeg de Nobelprijs voor zijn theorie over de ‘wederzijdse betrekkingen tussen onomkeerbare verschijnselen’. Deze betrekkingen zijn afgeleid uit een eigenschap van de ‘kleine deeltjes’ die men tijdsymmetrie noemt: het betekent dat vervanging van de tijd door minus-de-tijd geen verandering geeft in de vergelijkingen die voor de beweging gelden: aan een film van de beweging der kleine deeltjes zou niemand kunnen zien of hij in de goede of in de verkeerde richting wordt afgedraaid. De verschijnselen die men waarneemt in de systemen bestaande uit ‘vele deeltjes’, verschijnselen zoals elektrische stromen, warmtegeleiding en dergelijke, die men in het dagelijks leven aantreft, zijn onomkeerbaar. Ze hebben een bepaalde richting van afloop: de omgekeerde komt niet of nauwelijks voor. Men kan aan een film van zulke verschijnselen (in de bioscopen vertoont men uitsluitend films van voor boeiend gehouden combinaties van deze verschijnselen) wel degelijk zien of hij in de goede of in de verkeerde richting wordt afgedraaid. Onsagers uitspraak heeft nu betrekking op wat men noemt kruisverschijnselen tussen twee onomkeerbare verschijnselen. Nemen wij voor de laatste eens elektrische geleiding en warmtegeleiding. Dan zijn er uiteraard vooreerst de directe verschijnselen: een elektrische spanning geeft een elektrische stroom, een temperatuurverschil geeft een warmtestroom. Maar er bestaan ook kruisverschijnselen: een elektrische spanning geeft een warmtestroom, een temperatuurverschil geeft een elektrische stroom. Deze kruisverschijnselen nu zijn volgens Onsager in sterke geliëerd: in de goede
| |