Dit artikel is het vijfde in a reeks essays geschreven door Black natuurkundigen en mede-gepubliceerd met Natuurkunde vandaag als onderdeel van #BlackInPhysics-week 2022, en gebeurtenis gewijd aan het vieren van zwarte natuurkundigen en hun bijdragen aan de wetenschappelijke gemeenschap, en aan het onthullen van een completer beeld van hoe een natuurkundige eruit ziet. Het thema van dit jaar is “vreugde in de diverse zwarte gemeenschap”.
Als kind hield ik al van punt-tot-punt-tekeningen. Ik heb mezelf nooit echt als artistiek beschouwd, maar ik genoot van het feit dat als ik de cijfers volgde en de punten met elkaar verbond, het ‘grote geheel’ uiteindelijk onthuld zou worden. Dit was voor mij zeer de moeite waard. In veel opzichten voelde het als een ontdekking.
In de wetenschap is het vaak het grote geheel dat we in eerste instantie waarnemen, en dit leidt meestal tot indringende vragen over de oorsprong, vorm en aard ervan, waarbij we steeds dieper graven totdat we de fundamentele bouwstenen kunnen afleiden waaruit het grote geheel bestaat. Het lijkt bijna op het omgekeerde van een zeer geavanceerde punt-tot-punt-tekening. Op dit fundamentele niveau liggen de bouwstenen (of elementaire deeltjes) vaak binnen de kwantumwereld, en het was de kwantumtheorie die mijn reis naar de natuurkunde voortstuwde.
Als student scheikunde was ik gefascineerd door spectroscopie – een techniek die licht gebruikt om verschillende soorten materie (vaste stoffen, vloeistoffen of gassen) te onderzoeken, karakteriseren en kwantificeren. Ik werd getroffen door het feit dat deze techniek ‘onzichtbaar’ licht (bijvoorbeeld ultraviolet of infrarood licht) kon gebruiken om de ‘onzichtbare’ lucht te onderzoeken, waarbij onzichtbare sporengasdeeltjes zoals koolmonoxide of zwaveldioxide nauwkeurig konden worden gedetecteerd. Door middel van spectroscopie worden deze spoorgassen ‘zichtbaar’ en verschijnen ze in de vorm van spectrale absorptiepieken bij specifieke golflengten, waardoor voor elk gas een unieke spectrale vingerafdruk ontstaat.. Deze informatie kan vervolgens worden gebruikt om te bepalen welke soorten gas aanwezig zijn, en hun overvloed.
Hoe meer ik vroeg: “Hoe kan dit?” hoe meer ik merkte dat ik aangetrokken werd tot de fundamentele natuurkunde. Het idee om het onzichtbare zichtbaar te maken is mij sindsdien bijgebleven. Het is verbazingwekkend om te bedenken dat de principes van de kwantummechanica aan deze krachtige techniek ten grondslag liggen. Niet alleen dat, maar de kwantumtheorie geeft in het algemeen aanleiding tot vele andere technologieën, zoals lasers, halfgeleiders, MRI, GPS, elektronenmicroscopie, cryptografie en kwantumcomputers, om er maar een paar te noemen.
QDot-technologie
Een recentere ontwikkeling in de kwantummechanica is de opkomst van kwantumdottechnologie (QDot). Een QDot is een halfgeleidend deeltje met optische en elektronische eigenschappen die worden beheerst door de regels van de kwantummechanica vanwege hun grootte van slechts enkele nanometers – ongeveer 10,000 keer kleiner dan de breedte van een mensenhaar. Deze nanodeeltjes zenden licht uit met een specifieke golflengte wanneer er een blauwe LED op schijnt. De uitgezonden golflengte is afhankelijk van de grootte van het nanodeeltje en bepaalt de waargenomen kleur.
Het is niet verrassend dat QDot-technologie zijn weg heeft gevonden naar platte beeldschermen voor moderne televisietoestellen, vanwege de hoge kleurverzadiging die kan worden bereikt over een smalle spectrale bandbreedte. Omdat QDots bovendien kunnen worden afgestemd op een bepaalde grootte om specifieke golflengten vrij te geven, kunnen we ze gebruiken om een hoge kleurweergave en een algehele betere kleurproductie te bereiken. Elke QDot-tv bevat doorgaans miljarden kwantumdots die uiteindelijk het grote geheel vormen.
De puntjes verbinden
Als zwarte natuurkundige aan het begin van zijn carrière en de zoon van Jamaicaanse ouders die in Groot-Brittannië woonden, had ik het gevoel dat ik een kwantumstip was – een kwantumzwarte stip (QBD), als je wilt. In mijn onderzoeksveld kwam het zelden voor dat iemand die op mij leek, op hetzelfde seminarie, conferentie of zelfs op hetzelfde terrein aanwezig was. Tegen een achtergrond van blauw licht moest ik een manier vinden om op verschillende golflengten uit te stralen, terwijl ik wist dat de echte krachten van QBD's worden benut wanneer ze verbonden zijn en collectief werken. Bij deze onderneming had ik het geluk veel vooraanstaande Afro-Amerikaanse natuurkundigen te ontdekken en uiteindelijk te ontmoeten, sommigen terwijl ze Groot-Brittannië bezochten, anderen terwijl ik de VS bezocht. Ik werd ook op de hoogte gebracht van en woonde uiteindelijk een conferentie voor zwarte natuurkundigen in de VS bij, en kwam in contact met wetenschappers uit Afrika en het Caribisch gebied. Deze interacties hielpen mijn overtuiging te versterken dat er vanuit mondiaal perspectief genoeg QBD's waren zoals ik.
Mijn gedachten gingen al snel uit naar toekomstige generaties in Groot-Brittannië. Ik wilde dat de situatie voor hen anders zou zijn, dus heb ik intensief met scholen samengewerkt en verschillende outreach-initiatieven voor jongeren opgezet, in een poging te doen wat ik kon om hun landschap voor de toekomst te veranderen. Ik heb ook contact gehad met het handjevol zwarte studenten op mijn afdeling en hen aangemoedigd om bij dergelijke inspanningen te helpen. Het was prettig om te weten dat ze er in grote lijnen volledig achter stonden. De meesten bleven na hun afstuderen met elkaar verbonden en jaar na jaar groeide de groep in aantal totdat ze een kritische massa bereikten. Er ontstond een unieke identiteit voor ambitieuze jonge zwarte mensen met een passie voor natuurkunde en voor positieve verandering binnen hun gemeenschap.
Plezier nastreven in een vreemde wereld
Deze inspanning culmineerde in de vorming van De Blackett Lab-familie – het eerste nationale netwerk van zwarte natuurkundigen in Groot-Brittannië – in 2020. De groep heeft nu zichtbaarheid en is een stem geworden voor zwarte natuurkundigen in Groot-Brittannië. Bovendien biedt het een toegankelijke vorm van ondersteuning voor iedereen die natuurkunde of aanverwante vakgebieden nastreeft, van de middelbare school tot hoogleraarsniveau. Meer recentelijk heeft de Blackett Lab Family financiering ontvangen om Afrikaans-Amerikaanse natuurkundigen in contact te brengen met in het VK gevestigde zwarte natuurkundigen via een sprekersreeks in het VK en door een Britse delegatie naar conferenties in de VS te sturen, waardoor de mondiale gemeenschap van zwarte natuurkundigen verder wordt versterkt. . Dergelijke opwindende programma’s zijn alleen mogelijk omdat de QBD’s in het Verenigd Koninkrijk met elkaar verbonden zijn en collectief kunnen optreden.
Als ik terugkijk op mijn carrière tot nu toe, is het echt een kwestie geweest van QBD’s op verschillende manieren met elkaar verbinden in tijd en ruimte. QBD-verbindingen brengen vaak een diepere vreugde en verrijking voor de algehele discipline, en versterken dat vitale gevoel ergens bij te horen. Hoewel ik nog steeds een QBD ben, weet ik nu in veel opzichten dat ik deel uitmaak van een veel grotere nationale en mondiale gemeenschap van natuurkundigen uit de hele pan-Afrikaanse diaspora. Hoe meer we blijven verbinden, vertegenwoordigen en inspireren, hoe meer we het beeld van het grote geheel dat laat zien wie natuurkundigen zijn en wat we doen, zullen hervormen, aanscherpen en verrijken.
