Trillingsvrije koeling voor de Einstein Telescoop

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.