Op de KNAW-agenda: onderzoeksfaciliteiten voor zwaartekrachtsgolven, een vrije-elektronenlaser en de sterkste magneet ter wereld
Gisteren maakte KNAW bekend welke toekomstige onderzoeksfaciliteiten zijn opgenomen in de KNAW-Agenda grootschalige onderzoeksfaciliteiten. Bij vier van die onderzoeksfaciliteiten speelt FOM een grote rol. De KNAW-Agenda is een verzameling van droomprojecten, ideeën die over een aantal jaar op Europese of nationale roadmaps terecht zouden kunnen komen. Op die manier is de KNAW-Agenda aanvullend aan de nationale roadmap van NWO die later dit jaar verschijnt. De agenda bevat in totaal 13 voorstellen voor grootschalige onderzoeksfaciliteiten die rond of na 2025 wenselijk zijn voor vernieuwend wetenschappelijk werk.
KNAW-agenda voor grootschalige onderzoeksfaciliteiten
Grootschalige onderzoeksfaciliteiten zijn cruciaal voor vooruitgang in de wetenschap en dragen bij aan innovatie en het oplossen van grote maatschappelijke vraagstukken. Maar dergelijke faciliteiten zijn kostbaar en het maken van goed uitgewerkte plannen en het realiseren van de faciliteiten kost veel tijd. De KNAW wil wetenschappers stimuleren om te 'dromen' en gezamenlijk ideeën te ontwikkelen voor grootschalige onderzoeksfaciliteiten, die in de toekomst mogelijk leiden tot nieuwe doorbraken in de wetenschap. De publicatie van de KNAW-agenda is het tastbare product van een proces waarin wetenschappers zijn opgeroepen hun 'dromen' in te dienen en vervolgens in een aantal stappen verder uit te werken.
Einstein Telescope: zwaartekrachtsgolven meten vanaf de aarde
Einstein Telescope, waaraan Nikhef deelneemt, wordt een observatorium voor zwaartekrachtsgolven dat in Nederland kan worden gerealiseerd. Deze internationale faciliteit zal zich grotendeels ondergronds bevinden en heeft diverse cryogene interferometers met 10 km lange armen. De ontwerpgevoeligheid zal minstens een factor 10 beter zijn dan wat ooit bereikt kan worden met de LIGO en Virgo-detectoren. Dit maakt revolutionair natuur- en sterrenkundig onderzoek mogelijk met honderdduizenden detecties per jaar van zwaartekrachtsgolven van astrofysische en kosmologische bronnen. De detectie van botsingen van zwarte gaten in het hele universum wordt mogelijk, wat geheel nieuwe en innovatieve kosmologische studies mogelijk maakt. Daarnaast kan Einsteins relativiteitstheorie met uiterste precisie worden getest in omstandigheden van de meest extreme en dynamische krommingen van ruimtetijd.
eLISA: zwaartekrachtsgolven meten vanuit de ruimte
Ook eLISA, een detector om zwaartekrachtsgolven te meten in de ruimte, is als project opgenomen op de KNAW-agenda. eLISA werkt met veel langere basislijnen tussen de telescopen: hiermee kan vooral de samensmelting van superzware zwarte gaten (typisch een miljoen zonsmassa's) worden gemeten. De in 2015 gelanceerde ruimtesonde LISA Pathfinder heeft onlangs aan kunnen tonen dat de sleuteltechniek voor eLISA succesvol is. De lancering van eLISA staat gepland voor 2034. Voor eLISA bundelen Nikhef, de Radboud Universiteit, Universiteit van Amsterdam, Universiteit Leiden, Rijksuniversiteit Groningen, Universiteit Twente, de Vrije Universiteit en SRON de krachten op wetenschappelijk gebied. Nikhef, TNO, NOVA en SRON werken samen in de technologieontwikkeling voor eLISA.
FEL-NL: een vrije-elektronenlaser om de nanowereld te filmen
De vrije-elektronenlaser FEL-NL produceert ultrakorte, ultrafelle laserpulsen. Daarmee wordt het mogelijk structuren met nanometerafmetingen te bestuderen op elke tijdschaal vanaf enkele femtoseconden. Zo kan FEL-NL 'live' laten zien hoe ioniserende straling schade aanricht in biologische structuren, hoe katalyse op atomair niveau werkt, of hoe invallend zonlicht reageert met het materiaal van een zonnecel. Daarnaast kan de laser worden gebruikt om te bestuderen hoe de uitgezonden straling interacties aangaat met materie, bijvoorbeeld om nieuwe nanolithografische technieken te ontwikkelen. FEL-NL zal de randen exploreren van de quantumelektrodynamica die de wisselwerking tussen licht en materie op de kleinste schaal beschrijft. De faciliteit zal ontwikkeld worden door het Advanced Research Center for Nanolithography (ARCNL), de Rijksuniversiteit Groningen en Technische Universiteit Eindhoven. De bedoeling is dat FEL-NL vanaf 2024 volledig zal draaien.
60 Tesla DC: de sterkste magneet ter wereld
De 60 Tesla DC-faciliteit zal urenlang zijn maximale veldsterkte van 60 Tesla kunnen aanhouden en is daarmee dertig procent sterker dan de sterkste continue magneten die nu bestaan. Met hoge magneetvelden kunnen we in materie kijken zonder iets kapot te maken. Daarnaast maken zulke sterke magneten het mogelijk om objecten te laten zweven. Zo kunnen we de invloed van zwaartekracht op materie en levende organismen bestuderen. De 60 Tesla DC- faciliteit is een droom van het High Field Magnet Laboratory (HFML, Radboud Universiteit). Samen met de vrije elektronenlaser FELIX in Nijmegen, zou de faciliteit een wereldwijd unieke combinatie mogelijk maken van een extreem hoog magneetveld met een intense, instelbare teraHertz stralingsbron. De totale ontwikkeling van de faciliteit zal ongeveer twintig jaar duren.
Meer informatie
Voor meer informatie kunt u terecht op de onderstaande websites. Op de KNAW-website kunt u de onderzoeksagenda downloaden of bestellen.
KNAW
FOM-instituut Nikhef
Einstein Telescope
LISA