Testfaciliteit ETpathfinder gaat nieuwe fase in
Een voortgangsworkshop in februari markeert het begin van een nieuwe fase bij de internationale testfaciliteit ETpathfinder. In hun cleanroom in Maastricht bouwen Europese wetenschappers en bedrijven een realistische mock-up van de trillingsvrije interferometers die het hart zullen vormen van de Einstein Telescope.
Waar graafmachines nog geen 4 jaar geleden de vloer van een oude opslagruimte weghaalden, vind je nu een hypermoderne cleanroom. Met zes torenhoge onderling verbonden vacuümkamers ontwikkelt en test de ETpathfinder-faciliteit cruciale technologie voor de toekomstige Einstein Telescope.
“De eerste fase van het bouwen van de infrastructuur is nu zo goed als afgerond”, legt projectleider prof. Stefan Hild (Universiteit Maastricht) uit, die uitkijkt naar de integratie van technologie uit heel Europa in de eerste vacuümtoren. Tijdens hun voortgangsworkshop in de eerste week van februari bespraken ETpathfinder-deelnemers van laboratoria uit heel Europa de volgende stappen voor de faciliteit.
Op het scherpst van de snede blijven
Een van de deelnemers aan de workshop was Rafael Garcia van het Spaanse instituut voor hoge-energiefysica IFAE. Hij herinnert zich hoe zijn groep werd gevraagd om te helpen bij de afwerking van de thermische schilden voor ETpathfinder. Die zorgen in vier stadia voor warmteisolatie van het binnenste van de opstelling. Garcia: “Deze schilden beschermen de spiegels tegen warmtestraling uit de omgeving. Bij het ontwerp moet ook rekening worden gehouden met de assemblage en de toegang tot de spiegels, naast andere productieaspecten die verband houden met ultrahoog vacuüm-omgevingen.”
Op de vraag waarom IFAE besloot betrokken te raken bij de ETpathfinder, hoeft Garcia niet lang na te denken. “Als IFAE zijn we onderdeel van de Einstein Telescope-gemeenschap. We werken altijd graag samen met topinstituten zoals ETpathfinder, waarschijnlijk het meest geavanceerde R&D-platform voor Einstein Telescope in Europa. Persoonlijk vind ik het een voorrecht om voor zo’n onderzoeksfaciliteit te mogen werken. Het stelt me in staat om op het scherpst van de snede te blijven!”
Buitengewoon
De Einstein Telescope is Europa’s geplande ondergrondse observatorium voor zwaartekrachtgolven. Die minuscule wiebelingen in de ruimtetijd ontstaan wanneer zwarte gaten of andere zware, compacte massa’s in het heelal op elkaar botsen. De Einstein Telescope gaat die golven meten door voortdurend de lengte van het laserpad tussen spiegels in zijn 10 kilometer lange tunnels te bemonsteren.
Om de vereiste gevoeligheid voor de Einstein Telescope te halen – tien keer beter dan bestaande observatoria – zijn buitengewone maatregelen nodig. Trillingsdempende slingers bijvoorbeeld, om de apparatuur te isoleren van microbewegingen van de aarde, een vacuümomgeving en zelfs cryogene koeling om trillingen in de spiegels zelf te dempen die anders de nauwkeurige metingen zouden verstoren.
Geïntegreerd
Een voorbeeld van nieuwe technologie die naar ETpathfinder komt, is het innovatieve koelsysteem dat wordt ontwikkeld door een consortium van drie Nederlandse bedrijven in het kader van een recente R&D-subsidie. En het zijn niet alleen bedrijven die technologische oplossingen aandragen voor ETpathfinder.
Een paar weken na de voortgangsworkshop installeerde een team van het Poolse Nicolaus Copernicus Astronomisch Centrum een pakket seismometers en infrageluiddetectoren in Maastricht. Die zijn bedoeld om te monitoren hoeveel trillingen er uit de omgeving de hal in komen en zo de trillingsdempende torens van ETpathfinder te kalibreren. Die zijn cruciaal voor de toekomstige Einstein Telescope, omdat ze het lasersysteem van het observatorium zullen isoleren van trillingen van buitenaf.
Als een R&D-faciliteit gaat ETpathfinder zelf geen zwaartekrachtgolven opsporen. De tien meter lange armen van de interferometers zouden daarvoor 1000 keer zo lang moeten zijn. Maar als een plek om de geplande technologie te testen en te integreren, draagt ETpathfinder nu al bij aan het succes van Europa’s toekomstige observatorium voor zwaartekrachtgolven, door aan te tonen dat voorgestelde oplossingen voor technologische uitdagingen zullen werken in een realistische omgeving.
