Limburg wil het Mekka van de natuurkunde worden
Anders dan de naam doet vermoeden is de Einstein Telescoop (ET) eigenlijk helemaal geen telescoop. Het doel van de ET is om zwaartekrachtgolven te meten, vertelt Gideon Koekoek tijdens een Studium Generale van de Universiteit Maastricht. Dit wordt gemeten met spiegels en lasers, en dus niet met een enorme verrekijker. “Het zijn eigenlijk drie buizen van tien kilometer lang,” vertelt Koekoek, “en in elk van die buizen bevindt zich alleen een laserstraal. Er schiet door de buizen gelijktijdig een laserstraal, en aan het uiteinde van de buis is een spiegel die de straal weer terugschiet.”
De plaats waar die laserstralen weer bij elkaar komen zegt iets over hoe lang die laserstralen onderweg waren. “Het apparaat is zodanig gebouwd dat de laserstralen elkaar precies terugvinden in het midden als er geen verstoring plaatsvindt”, vertelt Koekoek. “Als ze elkaar vinden, doven ze elkaar uit. Als er echter een zwaartekrachtsgolf voorbijkomt, trilt de aarde een beetje, en vervormt de buis waarin die laser zit. Daardoor wordt de buis wat langer of wat korter, en dan vallen de laserstralen in het centrum niet meer goed op elkaar.” Het licht dat dan ontstaat is het meetbare effect waarmee zwaartekrachtsgolven gemeten kunnen worden.
Het is door de minieme effecten van de zwaartekrachtsgolven wel heel moeilijk om dit te meten, vertelt Koekoek. “Elke verstoring die je tegenkomt in de meting die níet door een zwaartekrachtgolf komt, is onwenselijk. Ten eerste heb je bijvoorbeeld seismische storing, want als de grond zelf trilt, kan dat lijken op een zwaartekrachtsgolf.”
Ook is er thermische storing, warmte. “Warmte is kinetische energie,” legt Koekoek uit, “dus dat trilt al van zichzelf. Hoe warmer het is, hoe meer trillingen er dus zijn. Normaal gesproken zijn deze trillingen heel klein, maar de te meten waardes zijn ook zo klein dat deze trillingen toch voor verstoringen kunnen zorgen.”
Meld u hier aan voor de ScienceGuide Nieuwsbrief
Einstein Telescoop zou enorme doorbraak zijn
Op dit vlak moet de ET zich gaan onderscheiden. “De seismische storing kunnen we voor het grootste gedeelte opvangen door onder de grond te bouwen”, denkt Koekoek. “Vrachtwagens die voorbijrijden, mensen die voorbijlopen, zelfs eenden die voorbijlopen. Dat zijn al verstoringen die we onder de grond niet hebben.”
Limburg wordt om deze reden gezien als een goede Europese locatie. “De grond heeft daar namelijk twee lagen”, vertelt Koekoek. “Er is een zachte laag met daaronder een laag mergel. Als je in de mergel bouwt, worden seismische trillingen die van boven komen door de tussenlaag teruggekaatst. De oplossing voor thermische trillingen ligt wat meer voor de hand: je moet het apparaat gewoon zo koud mogelijk maken.” Koekoek geeft toe dat dit moeite kost, maar dat het wel mogelijk is.
Door dit soort oplossingen toe te passen zou de ET nog nauwkeuriger zijn dan andere apparaten die zwaartekrachtsgolven meten. Daarnaast is het de bedoeling dat de ET niet twee, maar drie buizen met lasers heeft. “Als dit lukt, meet je niet één golf per week, wat nu normaal is, maar een paar 100 golven per dag. Dan ben je echt data aan het verzamelen.”
Limburg is de ideale omgeving
Naast de Limburgse grond noemt Koekoek nog een tweede belangrijke reden waardoor Limburg mogelijk een geschikte locatie is. “Het landschap in Zuid-Limburg is ontzettend rustig. Het is niet een gebied met heel veel bedrijvigheid en steden of vrachtwagens. Dat is precies wat je wilt, want je wilt zo min mogelijk trillingen. Daarnaast zijn er ook nog veel hightechbedrijven en universiteiten in de omgeving, dus we hebben ook de expertise op een rij.”
Ook benadrukt Koekoek dat het apparaat niet schadelijk is voor de omgeving. “Het klinkt altijd een beetje eng, zo’n groot apparaat. Dan denken mensen dat er allerlei natuurkundige effecten ontstaan, maar dat is gelukkig niet waar. Het is eigenlijk niets anders dan licht en spiegels. Het apparaat meet niks wat er niet al was, want die zwaartekrachtsgolven zijn er zonder het apparaat ook. Het geeft ook geen straling of zoiets, het meet echt alleen.”
Voor Maastricht en Limburg levert het ook het een en ander op. “Eén van die dingen is dat het een heleboel knappe koppen deze kant op haalt. Maastricht heeft een fantastische universiteit, maar die heeft sinds een paar jaar een bètafaculteit en dat brengt een hoop nieuwe mensen naar Limburg toe. Dat is heel goed voor de sociaaleconomische mogelijkheden voor de stad.”
Technolopis Group heeft in opdracht van de provincie Limburg een studie gedaan naar die sociaaleconomische voordelen. Als voorbeelden worden onder meer een grotere werkgelegenheid in de regio genoemd, indirecte economische voordelen doordat deze extra werkers hun salaris uitgeven in de regio, en een verhoogde reputatie voor de regio onder zowel studenten als toeristen.
Nog even afwachten
Het is echter nog niet zeker of de ET daadwerkelijk naar Nederland komt. Een andere mogelijke locatie is Sardinië. De geschiktheid van beide locaties wordt nog onderzocht. Ook loopt er nog een aanvraag om de ET op de roadmap van het European Strategy Forum on Research Infrastructures (ESFRI) te krijgen, wat demissionair minister Van Engelshoven in een schriftelijk overleg “het enige Europese wetenschappelijke kwaliteitskeurmerk voor grootschalige infrastructuren” noemt.
Als die aanvraag mislukt, zou het kunnen betekenen dat landen besluiten om niet te investeren in dit project. De aanvraag wordt namelijk beoordeeld door onafhankelijke internationale experts die kijken naar de kwaliteit en de uitwerking van het project, dus als de aanvraag mislukt is dat een teken dat het project niet rijp is voor investeringen. De verwachting van Van Engelshoven is dat de beoordeling van de aanvraag eind 2021 gepresenteerd wordt, en ze heeft “goede hoop dat de Einstein Telescoop kan worden opgenomen op de ESFRI Roadmap 2021, maar zekerheid is niet te geven.”
Eenzelfde soort probleem zit misschien in de samenwerking met Duitsland. Vanwege de ligging in de grensregio met Duitsland en België, zegt Van Engelshoven dat “het niet realistisch is om de Einstein Telescoop te realiseren in de Euregio Maas-Rijn zonder participatie van Duitsland en België.” België doet wel al mee, maar in Duitsland is de wetenschappelijke gemeenschap nog in overleg met de federale overheid, legt de demissionair minister uit. Wel zegt ze te verwachten dat “Duitsland tijdig helderheid kan verschaffen over steun aan de Einstein Telescoop.”
