Utile au-delà du Télescope Einstein

Demcon Kryoz, Cooll et l’Université de Twente développent une technique de refroidissement sans vibration pour le Télescope Einstein grâce à une subvention du Fonds National de Croissance. Cela devrait permettre de rendre les miroirs du futur détecteur d’ondes gravitationnelles aussi sensibles que possible, explique Pieter Lerou, fondateur de Demcon Kryoz.

Pourquoi le refroidissement sans vibration est-il si important pour le Télescope Einstein ?

« Le Télescope Einstein doit devenir dix fois plus sensible que les détecteurs d’ondes gravitationnelles existants. Cet objectif ne peut être atteint qu’à la condition que l’équipement de mesure soit incroyablement silencieux. Les miroirs ne doivent pas être les seuls à être immobiles : même les atomes des couches de miroir doivent à peine bouger. On ne peut y parvenir qu’en refroidissant l’équipement à -260 degrés Celsius, soit près du zéro absolu. »

Et c’est difficile ?

« Il existe toutes sortes de méthodes de refroidissement pour refroidir l’équipement à ce température, mais la technologie elle-même génère des vibrations. Le point de suspension des miroirs, où arrivent les tuyaux de refroidissement, ne peut se déplacer que de quelques nanomètres, soit un milliardième de mètre. Mais dans la plupart des technologies de refroidissement, il y a des compresseurs qui vibrent mille fois plus que cette distance. »

Comment s’attaquer à ce problème ?

« Fondamentalement, notre technologie de réfrigération fonctionne de la même manière que beaucoup d’autres : vous prenez un gaz à haute pression et vous le laissez se dilater, de sorte qu’il prend plus de volume et baisse en température. La différence réside dans la manière dont nous créons cette pression. Nous ne le faisons pas avec une pompe, mais avec un tube rempli de charbon actif. Ce matériau absorbe facilement les gaz (via absorption, pour les experts). Une petite impulsion de température, et le gaz est libéré du matériau, ce qui permet d’augmenter la pression. Ainsi, en quatre étapes successives, nous passons de 70 degrés au-dessous de zéro – la température de l’azote liquide – à 260 degrés au-dessous du point de congélation avec différents gaz. »

Cela fonctionnera-t-il ?

« La technologie de base fonctionne depuis des années et est à la base de la société Kryoz que j’ai fondée en 2008 sur la base de mes recherches de doctorat à l’Université de Twente. Nous voulons maintenant savoir si nous pouvons également obtenir des performances suffisamment faibles en termes de vibrations pour le Einstein Telescope. Plusieurs approches sont en lice et nous les testerons bientôt dans l’installation ETpathfinder à Maastricht. »

Qu’est-ce qui rend cette mission intéressante pour vous ?

“C’est évidemment passionnant de pouvoir contribuer à un projet aussi exigeant que le Télescope Einstein. Ce faisant, vous montrez le type de performance que vous pouvez atteindre avec votre produit. Et un bon refroidissement sans vibrations a toutes sortes d’applications. Par exemple, cette approche est déjà très similaire à la technologie de refroidissement que nous développons pour les microscopes électroniques sensibles. Cela permet de mieux analyser les échantillons biologiques refroidis, tels que les coronavirus, avec les microscopes électroniques, ou de mieux refroidir les capteurs dans les satellites. Le refroidissement par faibles vibrations est intéressant pour toutes sortes d’applications, bien au-delà du Télescope Einstein.”

Programme de R&D pour les entreprises de haute technologie

Afin d’encourager l’innovation et le développement accéléré de nouvelles technologies pour le Télescope Einstein, un programme de R&D pour les entreprises de haute technologie a été lancé à l’automne 2023. Ce programme fait partie du programme de valorisation du Télescope Einstein et sera mis en œuvre par la société de développement néerlandaise et limbourgeoise LIOF. Le programme est ouvert aux entreprises individuelles et aux partenariats autour de cinq domaines technologiques pertinents pour le Télescope Einstein.

Plus d’informations ? Visitez le site web du programme de R&D.