ETpathfinder ble åpnet i Maastricht. Dette state-of-the-art fysikklaboratoriet vil tjene som et testbed for utvikling av teknologi for fremtidige gravitasjonsbølgedetektorer.

Gravitasjonsbølger lærer oss mer om universet. Hva skjedde for eksempel rett etter Big Bang? Gravitasjonsbølger skapes når to himmellegemer, som svarte hull eller nøytronstjerner, kolliderer. Denne naturkraften forårsaker en krusning i rom-tid. Effekten er imidlertid så liten at den først ble målt i 2015. Det tok omtrent 100 år før teknologien var avansert nok til å faktisk oppdage gravitasjonsbølger, noe Albert Einstein allerede hadde spådd i 1916.

Bygg ETpathfinder

ETpathfinder er for tiden under bygging ved Maastricht University. Universitetet i Sør-Limburg er sammen med Nikhef Dutch Physics Institute drivkraften bak prosjektet. Kunnskapsinstitusjoner fra hele Europa er også involvert. Professor Stefan Hild, ETpathfinder-prosjektleder: «Vi startet ETpathfinder med 15 partnere fra Nederland, Belgia og Tyskland. Universiteter og forskningsinstitutter fra Frankrike, Storbritannia og Spania bidrar nå også. Det er fantastisk å se alle disse internasjonale ferdighetene samlet her i strukturen vår.

forsøkshage

Med ETpathfinder ser fysikere på fremtiden. En ny europeisk gravitasjonsbølgedetektor forventes å være klar rundt 2035: Einstein-teleskopet. Einstein-teleskopet krever en investering på rundt to milliarder euro. Teleskopet vil være omtrent ti ganger mer følsomt enn nåværende måleoppsett. Dette skulle føre til hundretusener eller til og med millioner av gravitasjonsbølgeobservasjoner hvert år. En så stor økning i følsomhet kan imidlertid ikke oppnås med eksisterende teknologi.

Å utvikle

De nødvendige teknologiene og teknikkene vil da først bli utviklet og testet med ETpathfinder. Det dreier seg for eksempel om nye kjøleteknikker, speilbelegg og lasere, som utvikles i samarbeid mellom kunnskapsinstitusjoner og høyteknologiske bedrifter. Disse innovasjonene forventes også å finne andre anvendelser i industrien.

Service, struktur

Selve anlegget vil bestå av en stor, støvfri paviljong med stabil temperatur – et rent rom. Det vil være mulig å installere ulike former for laserinterferometre i løpet av de neste tjue eller tretti årene. Dette er en teknikk for å måle gravitasjonsbølger. Oppstillingene består av flere tårn, som inneholder all slags utstyr, og «armer» av vakuumrør tjue meter lange. Denne er ikke lang nok til å måle gravitasjonsbølger, men den er lang nok til å utvikle og teste alle slags teknologier og deres interaksjon.

Teleskopmodell i blenderskala

Universitetet i Twente (UT) deltar også i prosjektet. Den har nå også en delvis kopi av den på campus: et måletårn i målestokk. Denne skalamodellen brukes til forskning på vibrasjonsfrie kjøleteknikker.

(teksten fortsetter under bildet)

ufattelige proporsjoner

Teleskopet er formet som en likesidet trekant, hvis sider er ti kilometer lange rør, 250 meter dype. I hjørnene er det måletårn som sender ut og reflekterer laserstråler. Selv den minste krusningen, forårsaket av en gravitasjonsbølge, treffer laserstrålen.Presisjonsspeil som reflekterer laserlys avkjøles til nær absolutt null. Utfordringen er å bruke en kjøleteknikk som ikke i seg selv gir vibrasjoner. Og det er her erfaringen fra Energy, Materials and Systems-gruppen, en del av UTs MESA + Institute, kommer inn i bildet: sammenlignbare ekstreme krav som er brukt i et prosjekt for European Space Agency, som gruppen har forsket på.

Skalamodellteleskop i høytrykkslaboratoriet

En skalamodell av et av vakuummåletårnene ble deretter plassert på UT-campus i Høytrykkslaboratoriet.Det har en diameter på rundt tre meter og en høyde på 2,5 meter. Den endelige underjordiske versjonen blir minst tjue meter høy for å kunne henge speilene uten vibrasjoner.

Nederland og Einstein-teleskopet

Det er ingen tilfeldighet at ETpathfinder blir født i Maastricht. Grenseregionen, nær den italienske øya Sardinia, er en lovende byggeplass for det nåværende Einstein-teleskopet. I tillegg til tilstedeværelsen av ETpathfinder, skårer Sør-Limburg høyt blant annet for den spesielle sammensetningen av jorda, som demper plagsomme vibrasjoner i undergrunnen. Over bakken er det også relativt stillegående. For eksempel er det få jernbanelinjer og vindturbiner i området. Samtidig byr området på gode fasiliteter og regionen huser mange kunnskapsinstitusjoner og teknologibedrifter.

Statue: Nikhef / Thijs Balder
Kilder: University of Twente melding og felles pressemelding fra University of Maastricht og Nikhef