Gerard 't Hooft was Nobelprijswinnaars voor.

We schrijven het voorjaar van 1972. De Utrechtse fysicus Gerard 't Hooft heeft kort daarvoor samen met zijn leermeester Martin Veltman de theorie over de 'zwakke kracht' gepubliceerd, waarvoor zij in 1999 de Nobelprijs zouden krijgen. Maar ook de 'sterke kracht' houdt hem bezig. Samen met de elektromagnetische kracht vormen de sterke en zwakke kracht het zogeheten standaardmodel, dat de natuurkunde op de kleinste afstandschalen beschrijft.

Met de sterke kracht, die het gedrag van quarks - de kleinst bekende bouwstenen van de atoomkernen - beheerst, is echter iets vreemds aan de hand. Op heel korte afstand en bij hoge energie wordt die kracht niet sterker, zoals de dan beschikbare theorieën doen verwachten, maar juist zwakker, zo blijkt uit experimenten.

"Wij hadden het toen in Utrecht uiteraard ook over dat probleem", vertelt hoogleraar theoretische fysica Bernard de Wit, "en het curieuze is dat Gerard als eerste de oplossing wist. Die oplossing, waarvoor de Amerikanen Gross, Politzer en Wilczek nu de Nobelprijs hebben gekregen, bestond uit de ontdekking dat de zogeheten bèta-functie die de aantrekkingskracht tussen quarks op korte afstand bepaalt, negatief is. Gerard heeft dat tijdens een workshop in Marseille uit de doeken gedaan, maar hoewel hij zich het belang van deze ontdekking realiseerde, heeft hij zijn idee niet onmiddellijk verder uitgewerkt. Minder dan een jaar later publiceerden Gross, Politzer en Wilczek hun ontdekking in twee baanbrekende artikelen. Ik weet nog goed dat ik Gerard op de gang vroeg of hij het artikel van Politzer gezien had. Hij keek me wat pijnlijk getroffen aan."

De artikelen van de drie Amerikanen maakten voor het eerst een quantum-mechanische beschrijving mogelijk van de sterke kracht en leverden de aanzet om de resultaten van de theorie te vergelijken met de experimentele gegevens. De theoretische en experimentele ontwikkelingen van de jaren daarna hebben precisie-experimenten mogelijk gemaakt die de theorie volledig bevestigen. Hiermee is de prijs meer dan verdiend, vindt De Wit.

Twee van de drie prijswinnaars kent hij goed. "Van David Politzer heb ik al lang niets meer gehoord, maar Frank Wilczek zit in het adviescollege van onze landelijke onderzoeksschool en David Gross zien we ook regelmatig. Gerard 't Hooft is toevallig net op dit moment bij hem op bezoek in Santa Barbara. Die kunnen dus mooi samen oude herinneringen ophalen."

Geurprikkels

De Nobelprijs voor Geneeskunde gaat naar de Amerikaanse onderzoekers Richard Axel en Linda Buck voor hun onderzoek naar de moleculaire processen die ten grondslag liggen aan de reuk. Axel en Buck ontdekten in 1991 samen aan de Columbia University, New York, dat een 'familie' van ongeveer duizend genen ons in staat stelt om ruim 10.000 verschillende geuren te herkennen. Na het zien, horen en tasten is het reuksysteem daarmee het laatste zintuiglijke systeem dat tot in zijn moleculaire essentie in kaart is gebracht.

In Utrecht wordt geen onderzoek op dit gebied gedaan, maar prof.dr. Peter Burbach van het Rudolf Magnus Instituut is goed bekend met het werk van de twee prijswinnaars. "Wat zij wilden weten, was hoe de veelheid aan geurprikkels wordt onderscheiden en in de hersenen vertaald in adequaat gedrag. Bijvoorbeeld bij sociale interacties en bij de voortplanting vervult geur een uiterst belangrijke rol. Zo laten vrouwtjesdieren zich bij het kiezen van een mannetje mede door diens geur (ver)leiden. Axel en Buck hebben dat proces tot in detail onderzocht en het interessante is dat zij op moleculair niveau zijn begonnen om van daaruit via processen in en buiten de cel te komen tot meer begrip over de manier hoe gedrag gereguleerd wordt.

"Met name in dat opzicht is hun werk goed vergelijkbaar met het onderzoek dat wij in Utrecht doen naar de rol van het dopamine-systeem in de hersenen op gedrag. Dopamine is een zogeheten neurotransmitter, een stof die ervoor zorgt dat boodschappen in de hersenen worden doorgegeven. Een verstoring van het dopaminesysteem kan onder meer leiden tot gevoelens van depressie en tot afwijkend eetgedrag en verslaving. Net als de reuk is ook het dopamine-systeem geconcentreerd in een duidelijk baansysteem van de hersenen. In teamverband zoeken wij hier via de moleculaire ontwikkeling en werking van dat systeem naar de processen die normaal gedrag regelen en ontregeld zijn bij abnormaal gedrag."

EH