Nederlandse sensortechnologie helpt Einstein Telescope trillingsvrij meten
Een Nederlands consortium ontwikkelt extreem gevoelige sensoren die moeten helpen om de spiegels van de Einstein Telescope zo goed mogelijk te beschermen tegen trillingen. De eerste belangrijke mijlpalen zijn inmiddels bereikt: een eerste sensorprototype werkt en bij Nikhef is een nieuwe testopstelling in gebruik genomen. De technologie richt zich op zeer lage frequenties, waarvoor bestaande sensoren nog niet nauwkeurig genoeg zijn.
Elke beweging telt
Om zwaartekrachtgolven te kunnen meten, moeten de spiegels van de Einstein Telescope zo goed als stilstaan. Dat is een grote technische uitdaging. De spiegels kunnen worden beïnvloed door allerlei verstoringen, van menselijke activiteit en bewegingen in de bodem tot thermische en kwantumruis.
Om de positie van de spiegels actief te kunnen corrigeren, moeten zelfs de allerkleinste bewegingen kunnen worden gemeten: tot op een miljardste meter of een miljardste hoekgraad nauwkeurig. Voor snelle, hoogfrequente trillingen bestaan hiervoor al geschikte sensoren, voor laagfrequente trillingen nog niet. Juist die zijn belangrijk omdat de Einstein Telescope ook zwaartekrachtgolven bij lage frequenties, tussen 1 en 10 Hz, moet kunnen waarnemen. Daarmee kunnen wetenschappers meer kosmologische processen en zwaardere astronomische objecten bestuderen.
Zes Nederlandse partners werken samen
Het SENVIDET-consortium (Sensor Engineering for Noise and Vibration Isolation and Damping in Einstein Telescope) werkt daarom aan een nieuwe generatie sensoren.
Drie Nederlandse bedrijven, Somni Solutions, Innoseis Sensor Technologies en Quantified Air, doen de sensorontwikkeling en drie grote partners, Nikhef, Demcon HTS en VSL, ondersteunen met systems engineering en validatie. Innoseis Sensor Technologies richt zich op sensoren voor rotatie, Somni Solutions op sensoren voor verplaatsing en Quantified Air ontwikkelt een nieuwe techniek om de rotatiesensoren uit te lezen. Demcon HTS ondersteunt bij de integratie van de sensoren in het regelsysteem, VSL werkt aan de benodigde kalibratie en Nikhef test en valideert de sensoren.
Eerste sensorprototype werkt
Een belangrijke mijlpaal is inmiddels bereikt. Somni Solutions heeft een eerste versie van zijn sensor ontwikkeld en bij VSL laten kalibreren. Daarna is bij Nikhef getest hoe de sensor reageert op beweging. De resultaten zijn veelbelovend.
Hedde van Hoorn, Senior Project Lead bij Somni Solutions en consortiumcoördinator: “De eerste versie hebben we inmiddels bij VSL statisch gekalibreerd; daarmee hebben we aangetoond dat de sensor werkt en een zeer hoge gevoeligheid heeft. Vervolgens hebben we bij Nikhef de dynamische respons getest; in vergelijking met een seismometer blijkt hij het heel goed te doen.”
De volgende stap is het verder terugbrengen van het ruisniveau, zodat de sensor aan de eisen van de Einstein Telescope kan voldoen.
Nederlandse sensortechnologie state-of-the-art
Nikhef heeft in Amsterdam onlangs ook de OmniSens 6D in gebruik genomen: een nieuwe opstelling om de sensoren onder hoog vacuüm te testen.
Volgens Albert van Dorssen, business developer bij het team Valorisatie Einstein Telescope, was sensortechnologie met de benodigde precisie nog niet commercieel beschikbaar. De Nederlandse bedrijven ontwikkelen nu technologie die mogelijk wél aan de eisen kan voldoen.
“Ik ben er trots op dat we als relatief kleine partijen deze fundamentele ontwikkeling zelf kunnen uitvoeren. Wat hier in Nederland gebeurt, is echt state-of-the-art.”
Hedde van Hoorn, Somni Solutions
Ook kansen buiten de Einstein Telescope
De technologie kan ook buiten de Einstein Telescope worden toegepast. Denk aan de halfgeleiderindustrie, quantumtechnologie en kernfusie. Ook kan de technologie worden gebruikt om zeer nauwkeurig seismische trillingen te meten, bijvoorbeeld voor het monitoren van aardbevingen.
SENVIDET is een van de zes consortia waarin Nederlandse hightechbedrijven en kennisinstellingen technologie ontwikkelen voor de Einstein Telescope. De projecten worden mede mogelijk gemaakt door financiering vanuit het Nationaal Groeifonds. Zo leveren ze niet alleen technologie op voor de Einstein Telescope, maar creëren ze ook nieuwe kansen voor de Nederlandse hightechsector.
