Icon up Overzicht

Jaap Flokstra

Onderwerp: Atoomfysica, Biofysica (vwo), Elektrische stroom, Elektrisch veld en magnetisch veld, Gas en vloeistof, Inductie en wisselstromen, Kern- & Deeltjesprocessen (vwo), Kernfysica, Menselijk lichaam (havo), Nanotechnologie, Quantumwereld, Signaalverwerking

Deze pagina is een onderdeel van het thema "supergeleiding". Het thema supergeleiding omvat artikelen, interviews, uitleg en sommetjes. De schrijvers van dit thema gaan in op de natuurkunde achter dit verschijnsel, maar geven ook ruimschoots de aandacht aan de bijdrage die supergeleidende materialen leveren aan de techniek en de gezondheidszorg. Er wordt een beeld geschetst van een onderzoeksgroep die werkt aan supergeleiders.

Het totale overzicht vind je hier: Themapagina supergeleiding.

Sanneke in gesprek met Jaap

De onderzoeksgroep van Jaap Flokstra doet onderzoek naar supergeleidende materialen en squids. Hij vertelt zelf wat dat inhoudt en waar de toepassingen te vinden zijn.

Sanneke Brinkers is student Technische Natuurkunde aan de Universiteit Twente en had een gesprek met Jaap Flokstra.

Sanneke: Hoi Jaap, stel je eens voor...

Jaap: Ik ben Jaap Flokstra, afgestudeerd technisch natuurkundige aan de TU Delft. In 1971 ben ik naar Twente gekomen om daar bij de groep van Leen van der Marel een promotie-onderzoek te doen op het onderwerp magnetisme. Nu ben ik groepsleider van de “Superconducting Sensors” groep, waar we onder andere veel met SQUIDs werken.

Sanneke: Ow, wat zijn SQUIDs?

Jaap: Dat zijn “Superconducting Quantum Interference Devices”. Oftewel: supergeleidende sensoren waarmee je hele kleine magneetvelden kunt voelen. De SQUID voelt een magnetisch veld en dan gaat er een stroompje lopen (zie theorie "supergeleiding") waardoor de spanning over de SQUID verandert. Door die spanning te meten kun je dus zien wat voor magnetisch veld er is.

Vergrootte afbeelding van een squid. De squids worden bij lage temperatuur supergeleidend.

Sanneke: Interessant! Maar vertel eerst eens wat over jouw vakgroep.

Jaap: De vakgroep Lage Temperaturen is dus opgericht door Leen van der Marel, maar hij is opgevolgd door Horst Rogalla. De vakgroep is nu vooral bezig met supergeleiding en biomagnetisme. Er doen een aantal subgroepen onderzoek op gebieden die allemaal met supergeleiding te maken hebben of daarvan afgeleid zijn.
Denk bijvoorbeeld aan supergeleidende electronica (kan veel sneller dan met gewone geleiding), nieuwe (supergeleidende) materialen of grote supergeleidende kabels en magneten. Denk ook aan biomagnetisme (met SQUIDs kun je bijvoorbeeld goed naar het hart van een baby'tje in de buik van de moeder kijken), koeling (om de temperatuur zo laag te krijgen dat materialen supergeleidend worden) en nog veel meer.

Sanneke: Zitten er ook meiden bij jullie vakgroep?

Jaap: Ja hoor! Een van de groepsleiders is professor Riet Peters. Ook hebben we veel vrouwelijke promovendi (mensen die na hun studie nog een promotie-onderzoek doen), postdocs (mensen die na hun promotie onderzoek doen op de groep) en studenten die hun afstudeeronderzoek bij ons doen. Veel van die studenten komen wel uit het buitenland.

Sanneke: Maar waar ziet het grote publiek nou al dat onderzoek in terug?

Jaap: Nou, met supergeleidende kabels kun je bijvoorbeeld haast zonder verlies iedereen van energie voorzien. En bij het CERN in Geneve kunnen ze sterkere magneten maken om te gebruiken in de deeltjesversneller. Met supergeleidende magneten kun je veel grotere magneetvelden maken dan met gewone spoelen, die gebruiken ze dus ook graag voor zweeftreinen. En in MRI-apparaten wordt ook van supergeleidende magneten gebruik gemaakt.

Een hersenscan gemaakt met een MRI

De belangrijkste uitvinding is nog wel de SQUID, daarmee kun je echt hele kleine magneetvelden zien. Zo kun je er bijvoorbeeld je hersenactiviteit mee bekijken; dat heet dan een MEG. Dat werkt nog beter dan een EEG, want je kunt veel beter zien waar het stroompje in je hersenen loopt.

Sanneke: Hoe werkt dat dan, zo’n MEG?

Jaap: Als je je hersenen gebruikt, lopen er allemaal heel kleine stroompjes door je hoofd. En zoals je weet, geeft dat een magneetveld af. Met een speciale helm kijken we dan met 19 SQUIDs naar je hoofd en zien we dus van 19 kanten allemaal magneetvelden. Daar maken we een plaatje van en dan kunnen we zien welk stukje hersenen actief was op dat moment.

Sanneke: En je zei net iets over naar het hart van een baby'tje kijken?

Jaap: Ja, dat heet foetale magnetocardiografie. Met een ECG kun je namelijk heel moeilijk naar het babyhartje luisteren, omdat er een vetlaag om de baarmoeder heen ligt. Het electrisch veld komt daar moeilijk doorheen, maar het magnetisch veld heeft er geen last van.

Foetus in de baarmoeder. De vetlaag om de baarmoeder heen stoort de squidsensor niet.

Sanneke: Met wat voor projecten zijn jullie nu bezig?

Jaap: We zijn onder andere bezig om samen met de universiteit van Leiden een systeem te bouwen voor het meten van gravitatiegolven. Die ontstaan als bijvoorbeeld een ster implodeert, of als er een zwart gat is. Dat doen we met een grote bol die een heel klein beetje vervormt als er zo’n golf langs komt. Die vervorming is zo klein (10-20 m) dat je er een hele goede sensor voor nodig hebt. Daar gebruiken we dan weer zo’n SQUID voor. Kijk maar eens op www.minigrail.nl.

Instrument om gravitatiegolven mee te meten.

Sanneke: Werken jullie ook wel eens samen met andere instituten?

Jaap: Zeker wel, we werken met veel andere universiteiten en onderzoeksinstituten samen. Zowel binnen Nederland en Europa als buiten Europa. Voorbeelden zijn ESA, het Nederlands MeetInstituut, maar ook wel een bedrijf als Philips. Geld voor onderzoek krijgen we onder andere van het FOM, STW en de EU.

Sanneke: Tot slot: Waarom vind je dit onderzoek zo leuk?

Jaap: Ik hou van het uitdagende karakter van dit onderzoek: je houdt je bezig met zulke kleine velden en verplaatsingen dat je soms tot de limiet van de mogelijkheden moet gaan om het te kunnen meten. Je zoekt steeds de grens op.

Sanneke: Nou, bedankt voor het interview en succes met jullie onderzoek!