NWO-groot toekenningen – Nikhef kan jacht op zwaartekrachtsgolven en kosmische straling versterken

28 - 09 - 2018


Het Nationaal Instituut voor subatomaire fysica (Nikhef) ontvangt financiering voor belangrijke verbeteringen van meetapparatuur in twee internationale projecten. De zwaartekrachtsgolfdetector Advanced Virgo in Pisa, Italië, krijgt 3,52 miljoen euro uit het wetenschappelijke infrastructuurfonds NWO-groot. Voor een extra antennenetwerk in het Pierre Auger observatorium voor kosmische straling in Argentinië is 2,5 miljoen euro uit hetzelfde fonds beschikbaar.

Dat heeft wetenschapsorganisatie NWO vandaag bekend gemaakt. De cheques worden vrijdagmiddag op Amsterdam Science Park overhandigd aan de betrokken indieners. In totaal kent NWO dit jaar 17,9 miljoen euro toe aan uitbreidingen en structurele verbeteringen van zeven onderzoeksprojecten van Nederlandse instituten en universiteiten, en internationale partners.

Advanced Virgo

De kilometers grote Advanced Virgo-detector bij Pisa doet waarnemingen van zogenoemde ruimtetijdgolven uit het universum, voorspeld door Einsteins algemene relativiteitstheorie. Daarbij worden minieme, onderlinge bewegingen van spiegels met laserstralen bestudeerd. Zulke trillingen werden in 2015 voor het eerst waargenomen door de vergelijkbare LIGO-detectoren in de VS, veroorzaakt door botsende zwarte gaten. De Virgo-collaboratie was bij de ontdekking betrokken; inmiddels maakt ook de Virgo-detector deel uit van het meetnetwerk en heeft deze samen met LIGO verdere zwaartekrachtsgolven van samensmeltende zwarte gaten en samensmeltende neutronensterren waargenomen. Nikhef is prominent deelnemer in Virgo.

Met het toegekende budget kan een reeks nieuwe technieken in Advanced Virgo worden aangebracht om trillingen en ruis van buiten de detector nog verder uit te bannen. Met een 300 meter lange nieuwe laser-trilholte bij Virgo wordt ook de minieme verstorende invloed van de lichtbundels zelf op het systeem nog verder onderdrukt.

Dat vergroot de gevoeligheid voor de ruimtetijdgolven uit het universum, en biedt wellicht zicht op nieuwe, onbekende bronnen van zwaartekrachtsgolven, zegt programmaleider prof. dr. Frank Linde van Nikhef en de Universiteit van Amsterdam.

De benodigde apparatuur wordt op Nikhef in Amsterdam ontwikkeld en gebouwd. Linde: “Met een gevoeliger Virgo-detector wordt een gelijktijdige meting van een zwaartekrachtsgolf en een ander signaal zoals licht, neutrino’s of kosmische straling steeds waarschijnlijker. Met zo’n coïncidentiemeting kunnen we een completer beeld krijgen van catastrofale gebeurtenissen in ons universum: samensmeltende objecten, supernova-explosies, enzovoorts.”  

Pierre Auger-observatorium

Het Pierre Auger-observatorium voor kosmische straling beslaat een oppervlak van drieduizend vierkante kilometer op de pampa van Argentinië, zo groot als de provincie Utrecht. Ruim anderhalfduizend speciale watertanks registreren daar lawines van deeltjes die ontstaan als hoog in de atmosfeer van de aarde ultra-hoogenergetische deeltjes uit de kosmos inslaan. Licht van die processen wordt ’s nachts ook met telescopen geregistreerd. Vraag is daarbij welke deeltjes eigenlijk inslaan, wat de bronnen ervan zijn en hoe ze zoveel energie hebben kunnen krijgen.

De uitbreiding van de detector bestaat uit 1661 radioantenne’s die elektromagnetische pulsen van de inslagen kunnen registreren. Met verfijnde analysetechnieken, die grotendeels door Nikhef-medewerkers in Nijmegen zijn ontwikkeld, kan uit die pulsjes alle relevante informatie van de inslag worden berekend. De antennes worden bij de bestaande watertanks geplaatst en gebruiken de bestaande infrastructuur voor energie en communicatie van de autonome watertankdetectoren. De apparatuur is in principe simpel te installeren en onderhoudsvrij, een voorwaarde op de uitgestrekte en onherbergzame vlakte.

“Het systeem voegt een hele nieuwe detectielaag toe aan het Pierre Auger-observatorium. Daarmee krijgen we veel nieuwe informatie over de inslagen van kosmische straling en kunnen we bepalen of we protonen of zwaardere kernen zien, of fotonen of neutrino’s”, zegt programmaleider prof.dr. Sijbrand de Jong van Nikhef en de Radboud Universiteit. Dat bij de kosmische inslagen energieën voorkomen die die van de LHC-versneller op CERN in Genève doen verbleken, noemt hij een cadeau van Moeder Natuur. “Als er ergens onbekende deeltjesprocessen kunnen opduiken, is het daar.”

Nikhef-directeur prof.dr. Stan Bentvelsen noemt de twee toekenningen uit het NWO-groot fonds een belangrijke erkenning voor het internationale werk van het instituut. “Zowel Auger als Virgo proberen door te dringen tot extreme verschijnselen in het universum, fenomenen die al onze versnellers ruim te boven gaan. Juist daar is heel veel te leren over de fundamenten van de fysica.”

Over Nikhef

Het Nationaal instituut voor subatomaire fysica (Nikhef) verricht onderzoek op het gebied van deeltjes- en astrodeeltjesfysica. Nikhef is een samenwerkingsverband tussen de institutenorganisatie van NWO en vijf universiteiten: de Radboud Universiteit, de Rijksuniversiteit Groningen, de Universiteit van Amsterdam, de Universiteit Utrecht en de Vrije Universiteit Amsterdam.

Meer informatie

Persbericht NWO

Nikhef-Virgo-website
Nikhef-Auger-website

Korte video-interviews met de hoofdindieners vindt u op het Nikhef Youtube-kanaal
Nikhef Newsflash – Virgo krijgt NWO Groot-subsidie (met Prof.dr. Frank Linde)
Nikhef Newsflash – Auger krijgt NWO Groot-subsidie (met Prof.dr. Sijbrand de Jong)

Contactpersonen

Martijn van Calmthout –  Hoofd Communicatie Nikhef – Tel 06 46637876

Prof.dr. Frank Linde, Programmaleider van de zwaartekrachtsgolvengroep van Nikhef en hoogleraar Universiteit van Amsterdam – Tel 020 592 5140 / 06 36170622

Prof.dr. Sijbrand de Jong, Programmaleider van de kosmische straling-groep van Nikhef en hoogleraar Radboud Universiteit – Tel 06 20403689

Prof.dr. Jörg Hörandel, Groepsleider radio-detectie in het Pierre Auger observatorium en UHD Radboud Universiteit en hoogleraar Vrije Universiteit Brussel – Tel 024 365 2892 / +49 173 3133506

Prof.dr. Stan Bentvelsen, Directeur Nikhef – Tel 020 592 5001 / 06 5111 1284