Met kennis over geavanceerde koeltechnieken gaat de Universiteit Twente een wezenlijke bijdrage leveren aan de ontwikkeling van de Einstein Telescoop, de toekomstige Europese detector van zwaartekrachtgolven. Van het ‘schaalmodel’ van de telescoop, de Einstein Telescope Pathfinder, ETPathfinder die op 8 november door demissionair Minister Van Engelshoven is geopend in Maastricht, heeft de UT nu ook een gedeeltelijke kopie op de campus: een meettoren op schaal, voor onderzoek naar trillingsvrije koeltechnieken.
Al vóór de eerste waarnemingen van zwaartekrachtgolven, met de LIGO-detector in de VS, goed voor de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor Thorn, Weiss en Barish in 2017, lagen er in Europa plannen voor een nog veel gevoeliger detector: de Einstein Telescoop. Het project heeft groen licht gekregen, al moet de locatie nog wel gekozen worden. De telescoop heeft haast onvoorstelbare proporties: hij heeft de vorm van een gelijkzijdige driehoek waarvan de zijden tien kilometer lange buizen zijn, op 250 meter onder de grond. Op de hoekpunten staan meettorens die laserbundels uitzenden en reflecteren. De kleinste rimpeling, veroorzaakt door een zwaartekrachtgolf, beïnvloedt de laserbundel al.
De precisie-spiegels die het laserlicht weerkaatsen, worden afgekoeld tot nabij het absolute nulpunt. Het is de kunst om een koeltechniek te gebruiken die zelf geen trilling veroorzaakt. En daar komt de expertise kijken van de groep Energy, Materials and Systems, onderdeel van het MESA+ Instituut van de UT: vergelijkbare extreme eisen waren van toepassing in een project voor het European Space Agency, waarvoor de groep onderzoek heeft gedaan.
ETPathfinder
Daarom is op de UT-campus, in het Hogedruklab, een schaalmodel van een van de vacuum meettorens geplaatst. Het is ongeveer 3 meter in doorsnee en 2,5 meter hoog. De uiteindelijke ondergrondse versie zal zeker 20 meter hoog zijn om de spiegels trillingsvrij te kunnen ophangen. Bij de Universiteit Maastricht is een schaalmodel van de héle Einstein Telescoop gebouwd, de ETPathfinder: niet om al zwaartekrachtgolven te meten, maar om ervaring op te doen met de gevoelige meettechniek en de randvoorwaarden. De Nederlands-Belgisch-Duitse grensregio is bovendien een kandidaat voor de locatie van de Einstein Telescoop. De UT-onderzoekers zullen nauw samenwerken met de collega’s in Maastricht en van het NIKHEF, nationaal instituut voor subatomaire fysica.
Big science
De groep Energy, Materials and Systems heeft veel ervaring met koeling en supergeleiding voor grote projecten. Zo zit er veel kennis vanuit de groep in de deeltjesversnellers van CERN in Genève en in de fusiereactor ITER in Cadarache. “Dit is echt enabling technology for big science”, aldus onderzoeksleider prof Marcel ter Brake. In 2018 is ook een innovatief type windmolen succesvol getest aan de Deense kust, met een supergeleidende – en dus ook sterk afgekoelde – rotor waaraan de groep heeft meegewerkt. Naast expertise op het vlak van koeling en supergeleiding heeft de UT in andere MESA+ onderzoeksgroepen ook kennis in huis over het maken van spiegels met ultraprecisie, opgebouwd uit nanolaagjes.
