8 november 2021

Internationaal zwaartekrachtsgolvenlab opent in Maastricht

Demissionair minister van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap Ingrid van Engelshoven opent vanmiddag in Maastricht ETpathfinder. Dit hypermoderne natuurkundelaboratorium gaat dienen als proeftuin voor de ontwikkeling van technologie voor toekomstige zwaartekrachtsgolfdetectoren. De komst van ETpathfinder versterkt bovendien de positie van de grensregio als kandidaat-locatie voor de nieuwe Europese zwaartekrachtsgolfdetector, de Einstein Telescope.

ETpathfinder
Een 3D-render van ETpathfinder. Afbeelding door Marco Kraan, Nikhef

Proeftuin

Met ETpathfinder richten natuurkundigen hun blik op de toekomst. Rond het jaar 2035 moet een nieuwe Europese zwaartekrachtsgolfdetector gereed zijn: de Einstein Telescope. De Einstein Telescope vergt een investering van circa 2 miljard euro en wordt zo’n 10 keer gevoeliger dan huidige meetopstellingen. Dit moet leiden tot honderdduizenden of zelfs miljoenen waarnemingen van zwaartekrachtsgolven per jaar. Zo’n grote toename in gevoeligheid is echter niet te realiseren met bestaande technologie.

De benodigde technologieën en technieken zullen daarom eerst worden ontwikkeld en getest met ETpathfinder. Het gaat daarbij bijvoorbeeld om nieuwe koeltechnieken, spiegelcoatings en lasers, die door samenwerkende kennisinstellingen en high-techbedrijven worden ontwikkeld. Deze innovaties vinden naar verwachting ook andere toepassingen in de industrie.

De faciliteit zelf zal bestaan uit een grote stofvrije hal met een stabiele temperatuur: een cleanroom. Daarin kunnen de komende 20 tot 30 jaar verschillende vormen van laserinterferometers, de techniek die gebruikt wordt om zwaartekrachtsgolven te meten, worden opgesteld.  Die opstellingen bestaan uit meerdere torens, met daarin allerlei apparatuur, en ‘armen’ van vacuümbuizen van 20 meter lang. Dit is niet lang genoeg om zwaartekrachtsgolven te meten, maar wel om allerlei technologieën en hun samenspel te kunnen ontwikkelen en testen.

Zwaartekrachtsgolven

Zwaartekrachtsgolven leren ons meer over het heelal. Wat gebeurde er bijvoorbeeld vlak na de Oerknal? Zwaartekrachtsgolven ontstaan wanneer twee hemellichamen, zoals zwarte gaten of neutronensterren, op elkaar botsen. Dit natuurgeweld zorgt voor een rimpeling in de ruimtetijd. Het effect daarvan is echter zo klein dat het pas in 2015 voor het eerst werd gemeten. Daarmee duurde het zo’n 100 jaar voor de technologie ver genoeg was om zwaartekrachtsgolven – die Albert Einstein al in 1916 voorspelde – ook daadwerkelijk waar te nemen.

Nederland en de Einstein Telescope

Het is geen toeval dat ETpathfinder in Maastricht verrijst. De grensregio is, naast het Italiaanse eiland Sardinië, een kansrijke bouwlocatie voor de daadwerkelijke Einstein Telescope. Behalve de aanwezigheid van ETpathfinder scoort Zuid-Limburg onder andere hoog vanwege de bijzondere bodemsamenstelling, waardoor storende trillingen in de ondergrond worden gedempt. Bovengronds is het ook relatief rustig. Er zijn bijvoorbeeld weinig spoorlijnen en windturbines in de omgeving.  Tegelijkertijd biedt de omgeving goede voorzieningen en herbergt de regio veel kennisinstellingen en technologiebedrijven.

Van Engelshoven onderstreept ook deze rol van ETpathfinder: “Het bereidt Nederland, België en Duitsland ook heel goed voor op een toekomstige grote Einstein Telescope en het is bewijs van de uitstekende samenwerking tussen de drie landen. Er wordt gezamenlijk hard gewerkt om de grote Einstein Telescope naar Nederland te halen, maar dat is uiteraard voor de toekomst. Zo’n grootschalige onderzoeksinfrastructuur is een enorm mooie kans voor de regio.”

Een nog te vormen internationaal platform besluit waarschijnlijk rond 2025 waar de Einstein Telescope gebouwd zal worden. Voor ETpathfinder maakt dat overigens weinig uit: de Maastrichtse faciliteit blijft hoe dan ook een belangrijke rol vervullen bij de Einstein Telescope.

Afbeelding UM homepage: Marco Kraan, Nikhef

Over Universiteit Maastricht

Universiteit Maastricht

Universiteit Maastricht (UM) is de meest internationale universiteit van Nederland en is met haar 22.000 studenten en ruim 4.500 medewerkers nog steeds groeiende. De universiteit onderscheidt zich door haar innovatieve onderwijsmodel, internationale karakter en multidisciplinaire benadering van onderzoek en onderwijs. Ze wordt tot de beste jonge universiteiten ter wereld gerekend.

Universiteit Maastricht investeert sterk in de groei van haar bèta-onderzoek en -onderwijs. Deze ontwikkelingen concentreren zich onder andere in de Faculty of Science and Engineering, waar ruim 260 onderzoekers en meer dan 2.700 studenten werken aan thema’s als fundamentele natuurkunde, circulariteit en duurzaamheid, data science en kunstmatige intelligentie.

Over Nikhef

Nikhef

Nikhef is het Nationaal instituut voor subatomaire fysica. Het instituut doet onderzoek naar de elementaire bouwstenen van ons universum, hun onderlinge krachten en de structuur van ruimte en tijd. Nikhef is een samenwerkingsverband tussen de institutenorganisatie van NWO en zes universiteiten: de Radboud Universiteit, de Rijksuniversiteit Groningen, de Universiteit van Amsterdam, de Universiteit Maastricht, de Universiteit Utrecht en de Vrije Universiteit Amsterdam.