Veel mensen moesten tijdens de lockdowns vanuit huis werken. Dat gaat een stuk lastiger als je werk normaal gesproken in het lab hoort te zijn. Louw Feenstra liet zien dat het zeker niet onmogelijk is: je hebt onder andere een doos lego, iPhones, glazen plaatjes, een blok ijs en een laserpen nodig. Niet alleen kon hij zijn experiment thuis uitvoeren, hij mocht zijn bevindingen publiceren in Physics Education.

Tijdens het eerste jaar van zijn bachelor Natuur- en Sterrenkunde moest Louw een aantal verschillende experimenten uitvoeren, verspreid over zes vakken. Tegen de tijd dat hij zijn vijfde proef moest doen, werd hij door de lockdown naar huis gestuurd met een laserpen: hij moest thuis verder aan de slag. Hij besloot een experiment met licht op te zetten.

“Ik dacht, ik ga doen alsof mijn huis het lab is. Ik kwam op het idee om een interferometer na te bouwen. Het idee is dat je een lichtgolf kunt opsplitsen in twee paden en deze vervolgens weer samenbrengen. Doordat de twee paden samenkomen, kunnen ze elkaar versterken of verzwakken, afhankelijk van de relatieve lengte van de paden. Op deze manier kun je afstanden in de orde van golflengten (100 nanometer) meten. Het doel van mijn experiment was de invloed van temperatuur meten op de golflengte in lucht,” legt Louw uit. “De basisconstructie hiervoor heb ik van Lego gebouwd, waarbij de laserpen als lichtbron diende. Ik gebruikte glas om de laser op te splitsen. Glas laat namelijk een deel van een lichtbundel door, maar reflecteert ook. Dit kun je vooral zien als je ’s avonds binnen zit en de lamp in het raam weerkaatst. Ik had ook een ijsblok in een piepschuim doos om een temperatuurverschil te creëren. Daarna moest ik de gesplitste lasers kunnen weerspiegelen en bij elkaar terugbrengen. Hier had ik spiegels voor nodig. Veel spiegels in huis zijn hier minder voor geschikt, omdat er een laag glas voor zit. Zo probeerde ik eerst een make-up spiegel, maar dat werkte niet. Ook aluminiumfolie reflecteerde onvoldoende. Toen kwam ik op het idee om een oude iPhone te gebruiken. Het Apple-logo op de telefoon is namelijk een directe spiegel. Dit werkte goed!”

Nu kon het experimenteren beginnen. Louw had een temperatuur- en lichtsensor aangesloten op een Arduino computer om de temperatuur in de doos en het versterken en verzwakken van het licht te kunnen meten. Het afstellen van de spiegels en glasplaten bleek alleen tijdrovend. Dit deed Louw aan de hand van Legowieltjes op een as. Door de hoekige vorm van de iPhones waren deze makkelijk bovenop de wieltjes in te bouwen in een houder van Lego. Het hele proces van opbouwen tot metingen doen kostte Louw in totaal 24 uur. Daar bleef het echter niet bij: zijn opstelling werkte en hij heeft deze later opnieuw gebouwd om nieuwe metingen te doen voor zijn publicatie. Ook is er een filmpje van hem gemaakt dat nu te zien is op YouTube.

“Ondanks dat het niet gelukt is om de invloed van temperatuur te meten op de golflengte van de laser, is het wel gelukt om metingen te kunnen doen met mijn zelfgebouwde interferometer. Dat was een ontdekking op zichzelf! Mijn docent stelde voor om er een artikel over te schrijven. Ik heb toen mijn constructie opnieuw moeten bouwen om nieuwe metingen te kunnen doen. Het was niet stabiel genoeg om het gewenste effect meten, maar ik heb wel kunnen bewijzen dat mijn opstelling werkt.”

Louw had zijn constructie op zolder gebouwd, deze ruimte kon hij makkelijk donker maken. Ook was hier minder geluidsoverlast die trillingen veroorzaakt van de rest van het huis, waardoor de metingen minder werden verstoord. Als hij een meeting ging doen, vroeg hij iedereen in huis stil te zijn en liep hij zelf weg na het starten.

“Ik heb veel geleerd van mijn onderzoek. Ik weet nu hoe ik een interferometer moet uitlijnen en dat gebruik ik nog steeds. Ook het schrijven van een artikel was erg leerzaam. Mijn docent heeft hierbij een grote rol gespeeld. We hebben elkaar veel gesproken via Microsoft Teams. Verder heeft mijn vader veel geholpen, hij heeft ook natuurkunde gestudeerd.”

Zijn interesse voor natuurkunde had Louw al op de middelbare school. De combinatie van natuur- en sterrenkunde op Universiteit Leiden sprak hem toen erg aan. Naarmate hij studeerde, ontdekte hij steeds meer dat zijn passie bij de fundamentele natuurkunde lag.

“Ik ben graag bezig met experimenteren en het praktische deel van natuurkunde. Ik vind het bouwen en puzzelen dat erbij komt kijken ontzettend leuk. Ik zou graag een master willen doen in die richting en een PhD zie ik ook zitten. Wat ik precies met natuurkunde wil doen weet ik nog niet zeker. Ik zou het naast experimenteren ook leuk vinden om voor de klas te staan.”

Louw adviseert andere studenten met een ambitie voor publiceren: “Als je een onderzoek doet, moet je accepteren dat het niet 100% perfect zal worden, je kunt niet eindeloos blijven verbeteren. In plaats daarvan kun je anderen op ideeën brengen voor een vervolgonderzoek!”

Ben je benieuwd naar de interferometer van Louw? Bekijk het hier: https://www.youtube.com/watch?v=kSzgz0CJ80o&ab_channel=LeidenInstituteofPhysics