Nieuwe professor Luca Giomi creëert zijn eigen natuurkunde van levende systemen
Zwermen drones, voetgangers of de cellen in je lichaam. Dat zijn allemaal voorbeelden van actieve materie: materialen waarvan de bouwstenen autonoom kunnen bewegen. Dat is wat Luca Giomi bestudeert. Giomi is per 1 januari 2024 benoemd tot hoogleraar theoretische natuurkunde op het gebied van zachte materie en biologische natuurkunde aan het Leids Instituut voor Natuurkunde (LION).
‘Ik begon mijn loopbaan met een studie theoretische fysica van zachte materie. Oftewel, de natuurkunde van alles wat nat, kneedbaar of flubberig is,' zegt Giomi. ‘Rond de tijd dat ik promoveerde, kwam er echter een nieuw multidisciplinair gebied in een snel tempo tot bloei op het snijvlak van natuurkunde, biologie en wiskunde: actieve materie. Dat is een verzamelnaam voor elk materiaal dat bestaat uit kleinere eenheden die autonoom kunnen bewegen en krachten kunnen uitoefenen. Van cellen tot voetgangers en van zelfbewegende colloïden tot zwermen vliegende drones. Ik verlegde mijn focus daar vrijwel volledig op.’
‘Een vakgebied dat jong, spannend en onontgonnen is’
‘Dat was een springplank voor het onderzoek dat mijn groep nu voornamelijk doet: het begrijpen van de grondbeginselen van biologische organisatie. Hoe werken cellen individueel en toch collectief naar een gemeenschappelijk doel toe?’, vertelt Giomi. ‘Een van mijn rolmodellen vertelde me ooit hoe ze in de jaren 80 in een weekend een artikel konden schrijven. De natuurkunde van zachte materie was zo jong, spannend en onontgonnen dat elk idee baanbrekend kon zijn. Ik denk dat nu hetzelfde geldt voor de natuurkunde van levende systemen. Naar mijn mening is dit het gebied waar de komende jaren echt nieuwe natuurkundige concepten zullen ontstaan. Het is fantastisch om daaraan te werken.’
Nederlands avontuur twee jaar uitgesteld
Giomi kwam niet zonder slag of stoot naar Leiden. ‘Toen ik het aanbod kreeg om bij het LION te komen werken, waren Alessandra, mijn vrouw en collega bij het Instituut Lorentz, en ik net verhuisd naar mijn thuisland Italië. We hadden negen jaar in de VS gewoond en met een éénjarige baby was geen van ons klaar om onze koffers weer in te pakken. Dus vroeg ik of mijn aanstelling bevroren kon worden. Ze waren zo vrijgevig en vooruitziend om akkoord te gaan. Toen we twee jaar later eindelijk aankwamen, stonden mijn vrouw en ik allebei te popelen om aan ons Nederlandse avontuur te beginnen.’
Hoewel hij ook een gepassioneerd bergbeklimmer is en elektrische bas speelt, is natuurkunde altijd een vaste gast geweest in Giomi's brein. ‘Mijn droom is om het gedrag van biologische materie te begrijpen, ontleden en voorspellen. Aan het begin van mijn carrière voelde theoretische natuurkunde een beetje als een porseleinwinkel. Altijd oppassen dat je niets breekt. Uiteindelijk realiseerde ik me dat je al die geavanceerde artefacten kunt manipuleren, totdat je op een dag je eigen stuk porselein maakt in de vorm en kleuren waar je over hebt gefantaseerd. Het creëren van mijn eigen natuurkunde is een van de mooiste dingen die er is.’