Vandaag wordt in Maastricht het nieuwe onderzoekslab ETpathfinder geopend. Daarmee sorteert Nederland voor op het huisvesten van de Einstein Telescope. Dit Europees observatorium gaat vanaf 2035 luisteren naar de trillende zwaartekracht veroorzaakt door heftige botsingen in het verre heelal.

Het gloednieuwe R&Dlab ETpathfinder bevindt zich op de Maastrichtse universiteitscampus. Wetenschappers van twintig onderzoeksinstellingen in Nederland, België, Duitsland, Frankrijk, Spanje en Groot-Brittannië gaan hier supergevoelige meetapparatuur ontwikkelen voor de toekomstige Europese gravitatiegolfdetector Einstein Telescope.
 

Neutronensterren

Zwaartekrachtgolfdetectoren zoals LIGO (VS) en Virgo (Italië) zien al sinds 2015 de ruimte trillen als er ergens in het heelal loodzware zwarte gaten of neutronensterren op elkaar knallen.

Laserbundels, die op en neer kaatsen tussen trillingsvrije spiegels in kilometerslange gangen, maken zichtbaar hoe een langskomende gravitatiegolf de wereld iets uitrekt en inkrimpt. Het gaat om afstandsverschillen van tienduizend keer kleiner dan een atoom.
 

Tien keer gevoeliger

De Einstein Telescope zelf moet nog worden gebouwd, maar het observatorium gaat een revolutie veroorzaken in de wereld van gravitatiegolven, denkt projectleider van ETpathfinder Stefan Hild, verbonden aan Universiteit Maastricht en Nikhef. ‘De techniek die we hier ontwikkelen maakt Einstein Telescope wel tien keer zo gevoelig als zijn voorgangers’, stelt Hild.
 

Zwierende zwarte gaten

Het observatorium zal ook lagere frequenties van gravitatiegolven waarnemen. Zo kan het om elkaar zwierende zwarte gaten al een dag voor hun daadwerkelijke botsing opsporen. ‘Bestaande detectoren “horen” alleen de laatste paar seconden.’ Dit onderzoek moet compleet nieuwe inzichten geven in hoe zulke immense massa’s zich gedragen.
 

Trillingsvrij opgehangen spiegels

In Maastricht komt geen echte gravitatiegolfmeter met kilometerslange spiegelgangen, vertelt Hild. ‘Qua techniek zijn die niet zo uitdagend. Wij specialiseren ons juist in de laatste tien meter: trillingsvrij opgehangen spiegels van silicium, gekoeld tot 10 graden boven het absolute nulpunt bijvoorbeeld. Die techniek bestaat nog nergens.’

Het ETpathfinder-lab moet laten zien dat de benodigde technische specificaties ook echt haalbaar zijn. Dat is nuttig onderzoek, ongeacht waar in Europa de Einstein Telescope van twee miljard euro komt te staan. Maar het lab laat ook zien dat Nederland, België en Duitsland de expertise in huis hebben om het observatorium met al zijn aantrekkingskracht op toptalent te huisvesten.
 

Impressie van een mogelijke Einstein Telescope onder de heuvels van Zuid-Limburg.

 

Zuid-Limburg of Sardinië

Intussen wordt er hard gewerkt om de Einstein Telescope naar Nederland te halen. Het huisvesten van zo’n grootschalige onderzoeksinfrastructuur is een grote kans voor de regio Zuid-Limburg, die in de race is samen met het Italiaanse eiland Sardinië. In 2025 wordt de locatie gekozen.

 

Tekst: Gieljan de Vries
Openingsbeeld: Artistieke impressie van het testlab ETpathfinder in Maastricht. Hier wordt de komende jaren technologie ontwikkeld voor het gravitatiegolfobservatorium Einstein Telescope. Illustratie: Nikhef / Marco Kraan