ENGINEERINGNET.BE - Met nieuwe technieken uit de kwantumtechnologie zoekt VU-natuurkundige Laura Dreissen de grenzen op van de fundamentele fysica en hoopt zij meer te weten te komen over bepaalde eigenschappen van donkere materie.
Dreissen: "Wat dat exact is, weet ik nog niet. De geschiedenis wijst uit dat een beter begrip van hoe de wereld om ons heen werkt, zeer belangrijk is voor technologische toepassingen. Een voorbeeld hiervan is GPS, wat niet zou werken zonder de ontwikkeling van de algemene relativiteitstheorie van Einstein."
De raadselachtige donkere materie houdt een grote gemeenschap van natuurkundigen in de greep. Zo zijn er veel theoretische modellen voor donkere materie, die door een breed scala aan experimenten worden onderzocht. Maar vooralsnog zonder doorbraak.
Dreissen hoopt aan te tonen dat nieuwe kwantumtechnologieën gebruikt kunnen worden om meer kennis op te doen over de fundamentele wetten van de natuurkunde. Zij gebruikt technieken die ontwikkeld zijn voor onder meer kwantumcomputers, maar hier toegepast worden voor veel fundamenteler onderzoek.
Hiermee kan zij niet alleen kwantumsystemen bestuderen, maar ze ook in haar voordeel gebruiken om preciezer te meten en zo grote vraagstukken in de fysica te onderzoeken.
Zo verwacht Dreissen een kwantumsensor te ontwikkelen die signalen kan opvangen die 10.000 keer zwakker zijn dan tot nu toe mogelijk was met traditionele sensoren.
Zo hoopt ze zelfs hele zwakke interacties te kunnen waarnemen met een nieuwe type deeltjes om zo een idee te krijgen over eigenschappen van donkere materie. Zelfs als er geen duidelijk signaal wordt gevonden, levert zij een belangrijke bijdrage aan de zoektocht naar donkere materie door bepaalde modellen juist uit te sluiten.
Dreissen bouwt een machine waarin zij met elektrische velden en lasers individuele ionen, dat zijn geladen atomen, bijna helemaal stil kan zetten. Op deze manier kan zij de ionen extreem goed manipuleren en bestuderen.
Met stabiele lasers worden verstrengelde kwantumtoestanden in twee van zulke ionen gemaakt, wat betekent dat de ionen eigenlijk in een gezamenlijke toestand verkeren.
Dit geeft Dreissen meer flexibiliteit om zelf een kwantumtoestand te ontwerpen die extra gevoelig is voor signalen van donkere materie. Verder zijn de technieken die zij gaat ontwikkelen relevant voor bijvoorbeeld kwantumcomputers.
De Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) heeft aan Dreissen hiervoor een Veni-financiering toegekend.
