Worstelende Wetenschap #12

Dit is wat andere wetenschappers kunnen leren van deeltjesfysici

Komen wetenschappers vandaag de dag nog wel aan waarheidsvinding toe? Is de wetenschap in crisis? Om op deze vraag een antwoord te krijgen, duikt journalist Jop de Vrieze van de wetenschap. Vandaag: collega’s en concurrenten.

Het gebeurde tijdens een meeting eind 2015 met in totaal ruim tweeduizend wetenschappers, die samenwerkten in een project van de deeltjesversneller LHC van het CERN in Genève. Onderzoekers van het Nederlandse Nationaal instituut voor subatomaire fysica (NIKHEF) presenteerden een voorlopige bevinding: ze hadden een ‘piekje’ waargenomen: een meting die niet helemaal in overeenstemming was met de bestaande theorie. Mogelijk waren ze een nieuwe natuurwet of een nieuw fenomeen op het spoor.

Zulke bevindingen zijn, als ze inderdaad waar blijken, fundamenteel natuurkundige doorbraken. Text book material. Daar was iedereen zich bewust van. Er ontstond geroezemoes in de zaal. Terwijl de presentatie verder ging, gebeurde er iets opmerkelijks: de ene na de andere theoretisch natuurkundige stond besmuikt op, excuseerde zich en liep naar buiten.

‘Ze gingen allemaal snel even hun artikeltje publiceren, waarin ze een verklaring opperden voor de waarneming, waarover ze in de wandelgangen al gehoord hadden’, vertelt Ivo van Vulpen, universitair hoofddocent bij de Universiteit van Amsterdam en onderzoeker bij het NIKHEF. ‘Als hun verklaring later waar zou blijken te zijn, dan waren ze regelrecht kanshebber voor de Nobelprijs.’ Genoeg reden dus om als eerste onderzoeker met de best mogelijke verklaring van dat mogelijk nieuw ontdekte fenomeen te komen.

De 27 kilometer lange deeltjesversneller bij Genève werd vooral bekend dankzij het onderzoek dat leidde tot de waarneming van het Higgsboso,n ook wel het ‘goddeeltje’ genoemd, die in 2012 werd bekendgemaakt. Maar het onderzoek is daarna zeker niet opgehouden. Nog altijd werken vele duizenden onderzoekers van over heel de wereld samen, op zoek naar nieuwe kennis over de deeltjes waaruit alle materie bestaat.

Deze duizenden onderzoekers zijn tegelijk collega’s en concurrenten. Hoe gaat dat? En wat kunnen onderzoekers in andere disciplines leren van hun manier van werken?

Die tweeduizend wetenschappers die samenwerken binnen het zogeheten ATLAS-project komen uit grofweg tweehonderd groepen van tien. ‘Het zijn allemaal kleine pindarotsjes, en daar moet ook weer een grote apenrots uit te voorschijn komen’, zegt Van Vulpen. ‘Iedereen wil het allerbelangrijkste resultaat presenteren. Dat kan niet, natuurlijk. En wie gaat al die shitjobs doen, wie gaat er midden in de nacht uit zijn bed om die high-voltage kabel te vervangen?’

De afgelopen jaren is het vakgebied van de deeltjesfysica geëvolueerd van een gewoon vakgebied waarin onderzoeksgroepen elkaar beconcurreren en hun eigen onderzoeksresultaten verzamelen en publiceren, naar een van big science, vertelt Van Vulpen: ‘Op zo’n interne vergadering met tweeduizend mensen zit een Chinese aio die net komt kijken, samen met een vooraanstaande professor van Harvard. En als die Chinese aio een goed idee heeft, dan wordt er echt naar geluisterd. Dat is echt waanzinnig.’

Het geheim? Een tot in het extreme doorgevoerde specialisatie, gekoppeld aan de mogelijkheid en de cultuur om elkaar constant tot in de kleinste details te controleren en bevragen.

De LHC is een machine die op het allerkleinste niveau naar dingen kijkt. Ze vormt een nieuwe laag van werkelijkheid. Op die nieuwe laag heb je toegang tot allerlei nieuwe dingen, legt Van Vulpen uit. In die nieuwe wereld die je betreedt moet je eerst even rondkijken. De vraag is als je iets geks ziet: hoe weet ik zeker dat mijn apparatuur wel werkt? Pas als je dat weet, dan weet je of je echt iets nieuws ziet. Dus er zijn allerlei mensen die zoeken naar nieuwe schatten. Maar er zijn ook mensen nodig die in de gaten houden of die apparatuur inderdaad meet wat je denkt dat die meet. Hebben we vaste grond onder de voeten? ‘Als jij zegt dat je iets nieuws ziet en dat blijkt niet zo te zijn, dan is dat de doodsteek voor je wetenschappelijke integriteit. Als je je geloofwaardigheid kwijtraakt als wetenschapper, dan krijg je een stip op je hoofd van o, die roept maar wat.’

Stel, zegt Van Vulpen, dat wij een meting doen, en op basis daarvan een grafiekje maken. Daaruit probeer je iets te leren over de natuur. Dat ga je opschrijven in een document, van zo’n twintig bladzijden, met als kern acht grafieken en zes getallen. Daar werk je met heel veel mensen aan. Voordat dit getal opgeschreven wordt, voordat dit grafiekje gemaakt wordt, moet het door een waanzinnige molen heen.

Hij laat een dik pakket papier zien: ‘Dit is wat wij aan informatie hebben om iets heel kleins te gaan presenteren op zo’n interne conferentie. Het is de achtergrondinformatie voor dat kleine stukje. Er zit van alles achter aan theorie, berekeningen, verantwoording. Alles moet gevraagd kunnen worden en overal moeten we antwoord op hebben.’

Vanuit die realiteit verbaast Van Vulpen zich regelmatig over de verhalen die hij hoort over de medische wetenschap en de sociale wetenschappen. Daar gaat het over een p-waarde van 0,05, wat betekent dat als je het experiment honderd keer herhaalt er vijf keer per toeval een positieve bevinding uit komt. ‘Wij deeltjesfysici doen die p-waarde tussen een miljoenste en tien miljoenste.’

Niet meer dan logisch, vindt Van Vulpen: ‘Als jij aan komt varen bij Amerika en je afvraagt of je het nu ziet of niet, dan kun je wel schreeuwen, maar je kunt er net zo goed naartoe en een voet aan wal zetten. Je moet jezelf heel hard in toom houden om af te spreken dat je pas gaat roepen als je daar op het land staat. Dat is moeilijk. En dat betekent dat als je dat niet kunt doen je niet niks zegt, maar heel open bent over je onzekerheden. Dan maak je geen harde claim. Je geloofwaardigheid is het allerbelangrijkste.’

Van Vulpen geeft het toe: de vragen die sociale wetenschappers proberen te beantwoorden zijn moeilijk te achterhalen, echt moeilijker dan veel natuurkundige, omdat mensen nu eenmaal moeilijk te standaardiseren zijn. ‘Dat waardeer ik echt, want ik vind het vaak echt interessante en belangrijke vragen.’

Aan de andere kant valt hij echt van zijn stoel als hij de argumentatie hoort waarom het niet erg is dat een onderzoek bij herhaling door anderen niet hetzelfde resultaat oplevert. ‘Die zeggen: ja, maar dat is weer een andere onderzoeksopstelling, en de opstelling is niet precies hetzelfde. Dan denk ik: ja, dan moet er dus in het artikel staan: ik heb een stukje waarheid ontdekt, iets wat echt waar is, in deze specifieke context. Dan kan iemand zeggen: mh, als ik dat nou verander, wat gebeurt er dan? Als er zoveel van de kennis onzeker is, hoe kun je er dan op voortbouwen? Als meer dan de helft van je “feiten” niet houdt als je ze opnieuw bekijkt, is dat natuurlijk waanzin. Wat heb je dan geleerd en wat moet ik als krantenlezer met zo’n bevinding? De bedoeling van wetenschap is dat je feiten verzamelt en patronen leert herkennen om zo stukje bij beetje door te dringen tot de onderliggende mechanismen.’

In de deeltjesfysica is er een hard uitgangspunt, legt Van Vulpen uit: het standaardmodel van elementaire deeltjes. ‘We weten dat dat niet de ultieme waarheid is, want er zijn dingen die we niet begrijpen. Maar als jij iets nieuws bedenkt, is het niet zo dat jij gewoon even een nieuw deeltje bedenkt. Je moet aan een aantal eisen voldoen. Eén: je moet alles wat we nu weten allemaal kunnen verklaren. Twee, je moet het probleem wat we hebben oplossen. En drie, dat is ook een belangrijk ding, je moet niks voorspellen met jouw rare model waarvan je weet dat het niet waar is.’

Daarom waren Van Vulpen en zijn collega’s met hun waarneming van het piekje ook zo voorzichtig en was hun boodschap: ‘Binnen dit kader hebben we dit geobserveerd, dit hebben we allemaal gecheckt en dit is wat we zien en dit is wat het zou kunnen zijn. We gaan langer meten om te kijken wat het is. U hoort later meer.’

In totaal verschenen er wel zo’n zevenhonderd publicaties met mogelijke verklaringen en theoretische ideetjes. Geen harde claims.

Uiteindelijk bleek het niks te zijn. ‘Het resultaat van de metingen hebben we ook gewoon gepubliceerd: “We hebben het spectrum nog een keer bekeken met meer statistiek, er zit geen afwijking meer in.” So be it.’


Tips en reacties via devrieze@groene.nl. Hier vind je de Facebook-pagina. En discussieer mee via de Facebook-groep Worstelende Wetenschap.