Limburgse bodem geschikt voor zwaartekrachtsgolfdetectie
Zwaartekrachtsgolven zijn rimpelingen in de ruimtetijd, die ontstaan wanneer twee hemellichamen, zwarte gaten bijvoorbeeld, botsen. Al sinds 2004 is het Nationaal instituut voor subatomaire fysica Nikhef bezig met zwaartekrachtsgolven, in 2015 werden de golven voor het eerst waargenomen.
Tien keer beter
De huidige detectoren in Italië en de VS meten één of twee zwaartekrachtsgolven per week. Ze zijn drie tot vier kilometer lang. “En die kunnen niet terugkijken in de geschiedenis van het universum”, vertelt Frank Linde, projectleider ET bij Nikhef. “Wij willen graag terugkijken tot vlak na de oerknal.” Daar is een gevoeliger apparaat voor nodig, dat tien keer beter moet zijn dan het maximaal haalbare van de bestaande detectoren.
Interview met Nobelprijswinnaar Barry Barish
De Einstein Telescope moet dat worden: een driehoekige detector onder de grond, bestaande uit drie buizen van ieder tien kilometer. “Daar gaat een lichtbundel doorheen die je in twee stukken splitst, de ene gaat linksom en de ander rechtsom, ze stuiten op spiegels en komen weer terug.” Zodra deze lichtbundels verschillend van elkaar terugkomen dan weet je dat er een zwaartekrachtsgolf voorbij is gekomen, legt Linde uit.
Trillingen
De telescoop moet onder de grond gebouwd worden omdat het daar minder trilt dan aan de oppervlakte. En dan nog is niet elk gebied geschikt: dichtbevolkte gebieden veroorzaken te veel ruis. Uit de eerste metingen op één locatie in Zuid-Limburg is gebleken dat de bodem geschikt is voor de bouw van de telescoop. “Net als in onze simulaties bleek dat een zachte toplaag met een harde rots eronder heel goed werkt. De rots is goed voor het bouwen van tunnels, en de zachte toplaag dempt.”
Uit metingen op andere locaties moet blijken of het hele gebied geschikt is. Linde: “We hebben nu één prikker in de grond gezet. Ik vind het prima als we daarmee onze regering kunnen overtuigen om ons heel veel geld te geven om deze faciliteit te gaan bouwen. Maar realistischer is om wat meer prikkers in de grond te zetten.” Die metingen moeten eind 2020 afgerond zijn.
De andere uitdaging voor de telescoop is dat de benodigde technologie nog niet bestaat. Om die te realiseren wordt in januari 2021 bij Maastricht University de ETpathfinder geopend. In dit grote R&D-lab zal onderzocht worden of de juiste spiegels vervaardigd kunnen worden en of het geheel kan werken bij de benodigde -260 graden Celsius.
Het uiteindelijke locatiebesluit valt in 2022, ook een locatie op Sardinië dingt nog mee. Als de telescoop in Nederland komt, hoopt men in 2025 te kunnen beginnen met boren en in 2034 de eerste metingen te kunnen doen.
