Hightech bedrijven werken aan grensverleggende technologie voor Einstein Telescope

By Elcke Vels

Het wordt het meest geavanceerde observatorium voor zwaartekrachtsgolven in Europa: de Einstein Telescope (ET). Limburg is in de race voor potentiële vestigingsplaats. Ondertussen stimuleren de regionale ontwikkelingsmaatschappijen en partners met LIOF in de lead de ontwikkeling van nieuwe technologieën voor de telescoop, middels een programma en R&D-regeling voor hightech bedrijven. In februari gaat een nieuwe ronde van start met als thema: vacuümtechnologie. Daarna gaan nog 3 rondes open in 2024.

De Einstein Telescope wordt gebruikt voor de detectie en observatie van zwaartekrachtsgolven. Deze veroorzaken vervormingen in de ruimtetijd, zoals ongeveer een eeuw geleden voorspeld door Albert Einstein. Het vereist uiterst gevoelige apparatuur om deze golven te detecteren, die in staat is veranderingen in de ruimte te meten die vele malen kleiner zijn dan een atoom. Wetenschappers streven ernaar met behulp van de ET ook een dieper inzicht te verkrijgen in donkere materie.

Kortom: we zullen het universum beter begrijpen dankzij de telescoop. De drielandenregio van Nederland, België en Duitsland wordt momenteel overwogen als mogelijke vestigingsplaats. Deze regio is een ideale kandidaat, vanwege de rust, stabiele bodem en het florerende ecosysteem van kennisinstellingen en hightech bedrijven.

Naast de ideale locatie is er meer nodig om de telescoop te doen slagen: aanzienlijke vooruitgang in nieuwe technologieën. Om dit te stimuleren is er een R&D-regeling opgezet voor hightech bedrijven. Het Nationaal Groeifonds maakte hier in 2022 12,085 miljoen euro voor vrij. LIOF voert de regeling onder mandaat van het ministerie van OCW uit.

Einstein-telescoop onthult nieuwe wonderen van het heelal

De Einstein Telescope (ET) is een baanbrekend toekomstig observatorium voor zwaartekrachtgolven. De microscoop kan tot een miljoen gebeurtenissen per jaar kunnen detecteren.

Een grote stap voorwaarts

In navolging van zijn voorgangers in de VS, Italië en Japan, zet de ET vanuit technologisch perspectief een nieuwe standaard. “We kunnen veel nauwkeuriger gaan meten”, licht Jorg van der Meij toe. Hij is werkzaam als programmamanager voor de Einstein Telescope bij LIOF. Drie elementen dragen daaraan bij. “Wat deze telescoop onderscheidt van zijn voorgangers, is, ten eerste, zijn ondergrondse locatie, waardoor interferentie van aardse activiteiten geminimaliseerd wordt. 

Ten tweede levert de ET zes meetmogelijkheden op. “De telescoop krijgt armen van tien kilometer lang, die als een driehoek in elkaar vallen. Op elk hoekpunt komen twee laserinstallaties. De ene installatie meet zwaartekrachtgolven met relatief hoge frequenties, de andere meet golven met lagere frequenties. 

Ten derde zullen baanbrekende technologische sprongen zorgen voor een nieuwe standaard. “Het gaat om technologieën die in essentie nog niet bestaan. Daarvoor is de nieuwe regeling in leven geroepen”, aldus Van der Meij. De regeling zal openstaan voor individuele bedrijven en samenwerkingsverbanden rondom vijf technologiedomeinen die stuk voor stuk relevant zijn voor de telescoop.

Vacuümtechnologie 

In november sloot de eerste ronde van de regeling, waarbij bedrijven zich aanmeldden voor de ontwikkeling van technieken om de spiegels van de telescoop trillingsvrij af te koelen. Het volgende thema op de planning is vacuümtechnologie. Deze oproep start 12 februari. 

Van der Meij: “Met de aanstaande implementatie van zes meetinstrumenten hebben we ongeveer 120 kilometer lange vacuümbuizen nodig, die zich 250 meter onder de grond bevinden. Daarin draait de laserstraal. Dit onderdeel is een aanzienlijke kostenpost voor het project. Efficiëntie en kosteneffectiviteit zijn van cruciaal belang. Het hightech bedrijfsleven kan hierin van grote waarde zijn.”

Hierna komen er nog drie andere onderwerpen aan bod: Trillingsdemping, optica (de ontwikkeling van grote spiegels en coating) en thermische deformaties (ontwikkeling van technologie gericht op deformaties veroorzaakt door temperatuur).

Nog meer toepassingen

LIOF is eveneens begonnen met het identificeren van andere toepassingsgebieden waar de nieuwe technologie van nut kan zijn. “Denk bijvoorbeeld aan de luchtvaarttechniek of de semiconductorindustrie. Trillingsarm koelen bijvoorbeeld, zal ook bij elektrisch vliegen belangrijk worden, terwijl deze technologie in de basis ontwikkeld is voor de Einstein Telescope.”

Nederland als koploper

In 2025 of 2026 wordt bekend waar de telescoop daadwerkelijk komt te staan. Daarna begint de bouw van onder meer de tunnels en infrastructuur. De constructie van het instrument zelf vindt plaats in de latere jaren van het bouwproces, met een verwachte afronding ergens in de jaren dertig van deze eeuw.

Nu de eerste ronde erop zit, kan Van der Meij het met zekerheid stellen: “Het Nederlandse hightech bedrijfsleven gaat grote technologische uitdagingen niet uit de weg. We zijn wereldwijd koploper in allerlei verschillende domeinen. Nederland krijgt nu een mooie gelegenheid om zich ook te profileren met haar bijdrage aan de Einstein Telescope, waarmee we diepgaande inzichten kunnen opdoen over ons universum en zijn oorsprong. Daarbovenop kan het hightech bedrijfsleven zich nog toekomstbestendiger maken als het gaat om andere toepassingen.”