Trillingsvrije koeling UT voor Einstein-telescoop

Alexander Pil
16 november

Met kennis over geavanceerde koeltechnieken gaat de Universiteit Twente een 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, die vorige week door demissionair minister Ingrid 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.

De ETPathfinder is een schaalmodel van de toekomstige Einstein-telescoop, bedoeld om ervaring op te doen. Foto: ETPathfinder

Al voor de eerste waarnemingen van zwaartekrachtgolven, met de Ligo-detector in de VS, goed voor de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor Kip Thorne, Rainer Weiss en Barry 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 worden gekozen. De telescoop heeft gigantische 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 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.

Daarom is op de UT-campus, in het Hogedruklab, een schaalmodel van een van de vacuümmeettorens geplaatst. Het is ongeveer drie meter in doorsnee en 2,5 meter hoog. De uiteindelijke ondergrondse versie zal zeker twintig meter hoog zijn om de spiegels trillingsvrij te kunnen ophangen. Bij de Universiteit Maastricht is een schaalmodel van de complete 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.