Natuurkundestudent Hidde Stoffels onderzoekt donkere materie in uitblinkende bachelorscriptie
Hij maakt muziek, gaat twee keer per week naar de atletiekbaan en heeft zijn onderzoek volgens zijn begeleider zo goed gedaan dat het niet zou misstaan in een promotieonderzoek. Het bacheloronderzoek van Natuur- en Sterrenkundestudent Hidde Stoffels naar de eigenschappen van donkere materie is van zo’n hoge kwaliteit dat hij is genomineerd voor de Leiden Science Young Talent Award 2022. ‘Het bachelorproject was wel een van de leukste delen van de hele opleiding!’
Bestuderen wat je niet kunt zien
Stoffels zijn doel was om de ruimtelijke verdeling van donkere materie te onderzoeken. Maar makkelijk is dat niet. ‘Omdat we het niet direct kunnen waarnemen, kijken we in plaats daarvan naar de distributie van waterstofgas. Die is ongeveer hetzelfde’, legt hij uit. ‘En dat kan je dan weer doen door te kijken naar het spectrum van quasars. Dat zijn felle lichtbronnen in andere sterrenstelsels. Op die manier hopen we indirect de eigenschappen van donkere materie te bepalen.’
De uitdaging voor zijn project zat in de details: ‘Het probleem is dat die vertaling niet één op één is. De eigenschappen die je afleidt van het spectrum zijn niet precies dezelfde als die van de verdeling van het waterstofgas, en die is ook niet exact gelijk aan de verdeling van donkere materie. Er moeten daarom correcties gedaan worden en die onderzocht ik.’
De hele wereld vatten in één theorie
Eén ding was duidelijk voor Stoffels: het moest een theoretisch onderzoek worden, zonder experimenten. ‘Ik kan de data beschrijven en in een grafiek zetten, maar wat vertelt ons dat nou? Ik wil het echt begrijpen.’ Het bestuderen van de eigenschappen van donkere materie is volgens de student belangrijk: ‘Het helpt om onderscheid te maken tussen verschillende modellen van wat donkere materie is. Dat hebben we nodig om het standaardmodel dat het hele universum omvat, compleet te maken. Het beschrijft alle materiedeeltjes en hun interacties. Donkere materie moet daar dus ook in zitten, maar we weten nog niet precies hoe. Het lijkt me prachtig als we het standaardmodel compleet kunnen maken!’
Een veelbelovende carrièrestart
Stoffels’ begeleider Alexey Boyarsky is lovend: ‘Hidde’s resultaat was de meest optimistische verwachting voor het project. Hij is zonder twijfel de beste bachelorstudent gebleken die ik tot nu toe heb begeleid.’ Zelf reageert Stoffels erg bescheiden: ‘Ik was eigenlijk best wel verrast. Professor Boyarsky heeft gezegd dat mijn scriptie heel goed was en ik geloof hem graag. Maar als ik er zelf naar kijk, dan denk ik dat een paar dingetjes toch beter hadden gekund. En mijn medestudenten hadden ook zulke interessante scripties, die hadden net zo goed genomineerd kunnen worden.’
Nu volgt Stoffels de master theoretische natuurkunde aan de Universiteit van Amsterdam. Hij kijkt ernaar uit om een wetenschappelijke carrière na te jagen: ‘Na mijn master wil ik verder gaan in de academische wereld. Het lijkt me heel mooi om nog verder onderzoek te doen.’