Internationaal zwaartekrachtsgolvenlab opent in Limburg

8 november 2021

Demissionair minister van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap Ingrid van Engelshoven opent vandaag 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 wordt momenteel gebouwd bij de Universiteit Maastricht. De Zuid-Limburgse universiteit is samen met het Nederlandse natuurkunde-instituut Nikhef kartrekker van het project, waar verder kennisinstellingen uit heel Europa bij betrokken zijn. Professor Stefan Hild, projectleider van ETpathfinder: “We begonnen ETpathfinder met 15 partners uit Nederland, België en Duitsland. Universiteiten en onderzoeksinstituten uit Frankrijk, Groot-Brittannië en Spanje zijn sindsdien ook bij gaan dragen. Het is fantastisch om te zien dat al deze internationale expertise hier in onze faciliteit samenkomt.”

“De ETpathfinder is een belangrijke aanwinst voor de wetenschap in Nederland”, aldus demissionair minister Van Engelshoven. “We versterken hiermee zowel de ontwikkeling van grootschalige wetenschappelijke infrastructuur als de ambitie om fundamenteel onderzoek te doen. Ik ben blij dat ik samen met de andere partners een bijdrage heb mogen leveren aan dit instrument.”

Gedeputeerde Stephan Satijn (Economie en Onderwijs): “Als we onze kandidatuur voor de Einstein Telescope kunnen verzilveren, dan levert die driehoek van grensoverschrijdende meetbuizen Nederland een wereldwijd toonaangevende rol in de wetenschap op. Daarbij hoort ook een enorme economische multiplier op euregionaal en nationaal niveau. De miljarden aan Europese investeringen betalen zichzelf in drievoud terug. Verder levert het baanbrekende ondergrondse observatorium naar schatting structureel bijna zeventienhonderd banen op en is het een ongekende magneet voor de ontwikkeling van wetenschappelijk en technisch talent voor ons land. Met de opening van de Pathfinder zetten we vandaag een enorme stap voorwaarts.”

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.

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.

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.

ETpathfinder is mede mogelijk gemaakt door Interreg Vlaanderen-Nederland, gefinancierd door het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling van de Europese Unie.


ET Pathfinder

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