Ze kreeg eind vorig jaar al 1,2 miljoen euro van wetenschapsorganisatie FOM, de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie. Nu komt daar nog een extraatje bij van 400.000 euro voor Frank Saueressig van haar onderzoeksgroep. Loll investeert al dat geld in onderzoek naar ruimtetijd (en dit is geen taalfout).

Renate Loll is een echte theoreticus. Ze doet onderzoek naar iets wat je niet met het blote oog kunt zien, wat je je amper voor kunt stellen. Je kunt het wel in computermodellen vatten en daar is de Loll allang blij mee.
Ze is, samen met haar collega’s, niet bepaald op zoek naar een akkefietje. Zelfs Albert Einstein heeft er geen antwoord op gevonden: hoe ziet de zwaartekracht eruit op het allerkleinste niveau? ‘De relativiteitstheorie is niet meer geldig op die schaal. De vraag is: welke theorie neemt het op dat allerkleinste niveau over?’

In feite proberen Loll en haar collega’s te achterhalen wat zich afspeelt in de lege ruimte tussen de ons bekende deeltjes, de bouwstenen van het universum. Ze noemen het ‘ruimtetijd’, omdat ze ervan uitgaan dat ruimte en tijd hier niet gescheiden, maar met elkaar verweven zijn. De structuur van de ruimtetijd, of beter: de manier waarop de ruimtetijd gekromd is (want Loll gaat ervan uit dat ruimtetijd krommingen heeft), zou de zwaartekracht op dat allerkleinste niveau veroorzaken.

Maar wat zoekt u dan precies? Een deeltje, vergelijkbaar met het anderhalf jaar geleden ontdekte Higgsdeeltje, dat andere deeltjes massa geeft?
‘Dat weten we niet. We weten niet waaruit ruimtetijd bestaat en of een deeltje een goede manier is om ruimtetijd op die schaal te beschrijven.’

Maar net als het Higgsdeeltje is Lolls heilige graal een van de laatste puzzelstukjes in de natuurkunde. Van de vier natuurkrachten die fysici kennen is alleen van de zwaartekracht nog niet bekend hoe die op de allerkleinste schaal werkt. De theorie die Loll zoekt heet ook wel kwantumgravitatietheorie (gravitie is een ander woord voor zwaartekracht). Slaagt Loll erin die theorie te vinden, dan heeft ze meteen ook antwoord op zoiets als: hoe zag het universum eruit vlak na de oerknal? Loll: ‘Alle materie zat in die eerste seconden heel dicht op elkaar, het zou best kunnen dat ruimtetijd toen dezelfde structuur had als nu op het allerkleinste niveau. ’

Wat als u niet vindt wat u zoekt?
‘Die kans is er natuurlijk. Maar we boeken vooruitgang. Achter het onderzoeksvoorstel dat nu is gehonoreerd zit een aantal relatief nieuwe ideeën en doorbraken. We werken met een enthousiaste groep mensen, hoge energiefysici èn mathematisch fysici, dat moet een goede combinatie zijn om dit probleem op te lossen. Met het geld dat we nu krijgen, kunnen we bovendien nog drie aio’s en drie postdocs aanstellen. Wij theoretici moeten het hebben van de menskracht.  Het zou kunnen dat we op een gegeven moment moeten zeggen; we kunnen beter stoppen want we komen er niet uit. Maar op dit moment is daar nog geen enkele aanleiding voor.’

Het zou jammer zijn als al het denkwerk straks voor niets is geweest.
‘We hebben wel wàt zekerheden. Doordat we met computersimulaties werken, hebben we een aantal reality checks. Zo krijg je toch een idee of het de goede kant op gaat of niet. Maar risico loop je altijd met dit soort onderzoek. Daarom zullen veel mensen ook afhaken en bijvoorbeeld met materialen gaan werken. Dat is tastbaarder.’

Maar u niet.
‘Ik vind het fascinerend om te begrijpen hoe de wereld in elkaar zit. Hoe ver kunnen we de fysische werkelijkheid überhaupt met wetenschappelijke methoden vatten? Wat zijn ruimte en tijd precies? Ik vind dat heel interessante vragen. En we hebben wel wat houvast: we hebben een natuurkundig en wiskundig raamwerk achter ons. En we weten: een kwantumtheorie op heel kleine schaal zou moeten bestaan. We moeten ’m alleen zien te vinden.’ / Martine Zuidweg