ENGINEERINGNET.BE - Het nieuwe lab omvat onder meer een clean-room voor het testen van coatings voor de silicium spiegels die gebruikt gaan worden in de volgende generatie detectoren voor zwaartekrachtgolven, zoals de Einstein Telescope.
De Einstein Telescope wordt een observatorium voor zwaartekrachtgolven uit het heelal en krijgt een laserinterferometer die bij ultralage temperatuur gaat werken, om zo weinig mogelijk storende thermische ruis te ondervinden.
Zwaartekrachtgolven zijn zeer zwakke signalen als ze op aarde aankomen, dus moeten de detectoren zo stil mogelijk zijn.
Mechanische ruis en trillingen zijn met geavanceerde ophangingen goed te onderdrukken. Voor de thermische bewegingen van spiegeloppervlakken is extreem afkoelen tot 10-20 kelvin de oplossing.
Glas is echter bij die temperaturen ongeschikt. In de Einstein Telescope komen daarom massieve silicium spiegels, met geschikte coatings om laserlicht effectief te weerkaatsen om de zwaartekrachtgolven te detecteren.
Een nadeel heeft silicium echter ook: het absorbeert het gangbare 1064 nm-laserlicht van de bestaande detectoren, wat weer thermische ruis veroorzaakt.
De Einstein Telescope krijgt daarom 1550 nm-lasers, waarvoor silicium transparant is. Ook dat is relatief onbekend terrein, wat veel onderzoek vergt, bijvoorbeeld naar optimale spiegelcoatings.
Het nieuwe lab richt zich dan ook op onderzoek naar koeling, silicium, coatings en de toepassing van 1550 nm-lasers.
Onderzoekster Viola Spagnuolo: "Het is ultrastil en ultrakoud in ultrahoog vacuum, en we hebben een ongekend groot werkvlak vergeleken bij labs in bijvoorbeeld de VS.”
Momenteel wordt gewerkt aan een procedure om eerst zo diep mogelijk te koelen, en dan koeling en pompen een paar minuten uit te zetten om tijdens metingen geen enkele trilling of ruis te introduceren.
Doel is een half uur meettijd. Inmiddels lukt het om tot 4 kelvin te koelen onder hoog-vacuüm.
Deze zomer wordt de nieuwe laser opgebouwd op een optische tafel naast de meetopstelling. De start van het onderzoek aan coatings voor de spiegels wordt begin 2027 voorzien.
