Stille spiegels om ons universum te ontdekken
Dr. Jessica Steinlechner van het ‘Department of Gravitational Waves and Fundamental Physics’ (GWFP) heeft een VIDI-subsidie ontvangen, waarmee ze spiegelcoatings gaat ontwikkelen voor zwaartekrachtgolfdetectoren.
Zwaartekrachtgolf-detectoren lijken op telescopen, maar worden gebruikt om donkere objecten zoals zwarte gaten te bekijken in plaats van bijvoorbeeld sterren. Warmte trillingen van de detectorspiegels verbergen de signalen die we willen zien. Steinlechner gaat nieuwe coatings ontwikkelen om deze trillingen te verminderen, zodat we spannende nieuwe ontdekkingen kunnen doen.
Waarom hebben we stille spiegels nodig?
Een gecoate spiegel in de huidige generatie zwaartekrachtgolfdetectoren
Credit: MIT
Dus waarom hebben we stillere spiegels nodig? Steinlechner legt uit: “Zwaartekrachtgolven worden gemeten door de afstand tussen spiegels te observeren met behulp van laserstralen. De veranderingen in afstand die we willen meten zijn zo ongelofelijk klein, dat thermische trillingen van de atomen en moleculen op de spiegeloppervlakken, voornamelijk veroorzaakt door de coatings die de spiegel reflecterend maken, de effecten verbergen.
Om in de toekomst meer zwaartekrachtsgolven te zien, moeten we deze trillingen verminderen - dit is wat we met 'stille spiegels' bedoelen.
Dr. Jessica Steinlechner
Een uitdagende taak
Het verminderen van de thermische trillingen is geen gemakkelijke opdracht. Een manier om deze trillingen te verminderen, is het koelen van de spiegels. Steinlechner: “Dit staat gepland voor de Einstein Telescoop, maar lost het probleem maar gedeeltelijk op. We hebben nog steeds betere coatings nodig.” Deze coatings zijn complexe structuren van vele lagen van verschillende materialen, die bepaalde eigenschappen moeten hebben. "Ze moeten weinig thermische ruis hebben om de spiegels 'stil' te maken en ook een lage optische absorptie - omdat absorptie van de laserstraal de koude spiegel opwarmt."
Steinlechner gaat verder: "Het is een grote uitdingen om geschikte coatings te ontwikkelen, die voldoen aan de eisen op het gebied van thermische ruis en optische absorptie. En die ook nog eens in grote maten tot ongeveer 0,5 meter kunnen worden geproduceerd, wat nodig is voor toekomstige generatie zwaartekrachtgolfdetectoren.
De subsidie wordt gebruikt om het project van Steinlechner te financieren waarin ze een nieuw soort coating gaat ontwikkelen. Steinlechners ogen lichten op: “Ik ga amorfe en kristallijne coatings combineren tot een nieuw concept met als doel te voldoen aan alle eisen om toekomstige zwaartekrachtgolfdetectoren (zoals de Einstein Telescope) tot een succes te maken. Een spannend onderdeel van het project is het testen van de nieuwe coating in ETpathfinder.”
Ik kijk ernaar uit om in Maastricht een onderzoeksgroep op te bouwen voor coatings in zwaartekrachtgolfdetectoren.
Dr. Jessica Steinlechner
Lees ook
-
Vaatchirurg en bijzonder hoogleraar Clinical Engineering Lee Bouwman houdt zich bezig met de implementatie van baanbrekende technieken in de gezondheidszorg. Hiervoor is samenwerking tussen technische en klinische deskundigen onontbeerlijk. Met inmiddels een waaier aan gezamenlijke innovaties als...
-
Onderzoekers wereldwijd brengen de genetische afstamming van de meerderheid van alle bloeiende plantengeslachten in kaart. Ook de Universiteit Maastricht draagt bij aan deze monsterklus die de stamboom van planten completer maakt dan ooit tevoren. Hun onderzoek staat deze week in het gerenommeerde...
-
Tijdens haar inauguratie op 19 april vertelde Anna Wilbik hoe we data tot de laatste druppel kunnen uitpersen
