11 juni 2024

Terug naar de oerknal met de Einstein Telescope

InnovationQuarter komt graag in contact met Zuid-Hollandse hightechbedrijven die willen bijdragen aan dit Europese project.

Het wordt het gevoeligste meetapparaat ooit, speciaal gemaakt om zwaartekrachtgolven te detecteren. Hiermee biedt de Einstein Telescope primair nieuwe inzichten in het samensmeltingsproces van zwarte gaten en neutronensterren, het ontstaan van zwarte gaten, de structuur van neutronensterren en de aard van het universum direct na de oerknal. InnovationQuarter komt graag in contact met Zuid-Hollandse hightechbedrijven die willen bijdragen aan dit Europese project.

De Einstein Telescope behelst een gigantisch driehoekig observatorium ongeveer 300 meter onder de grond. Met armen van 10 kilometer lang en hoogtechnologische meetkamers op elk van de hoeken. En daarin ultrahoog vacuüm getrokken buizen waar met silicium spiegels en laserstralen onvoorstelbaar nauwkeurige metingen gedaan worden. De constructie begint volgens planning in 2028. Twee locaties worden genoemd voor de supertelescoop: Limburg en Sardinië.

Tijdlijn Einstein Telescope

2020: Indiening voorstel ESFRI-roadmap (European Strategy Forum on Research Infrastructures)
2021: De Einstein Telescope ontvangt ESFRI-status
2022: Toekenning ET-Nationaal Groei Fonds Opstart subsidie en reservering voor bouw in EMR regio.
2024: R&D-regeling, consortiavorming, locatieonderzoek
2025/26: Verdere onderzoeken en ontwikkelingen, indiening bidbooks locaties
2027: Een commissie bestaande uit ministeriële vertegenwoordigers van de deelnemende landen maakt definitieve locatie bekend
2028: Start constructiefase
2035: Einstein Telescope operationeel
2085: Ontmanteling

R&D-regeling voor bedrijven en consortia

Om de Einstein Telescope werkelijkheid te maken, moeten de juiste partijen bijeen worden gebracht. InnovationQuarter en andere regionale ontwikkelingsmaatschappijen willen hier graag een bijdrage aan leveren en werken samen met de overheid, kennisinstellingen en andere Europese landen. Vanuit het Nationaal Groeifonds is er € 12 miljoen beschikbaar gesteld voor de R&D-regeling in deze verkenningsfase. De regeling is zowel bedoeld voor individuele bedrijven als voor consortia van startups, mkb’ers, grote organisaties en kennisinstellingen. Met als doel de ontwikkeling van deze baanbrekende technologie te versnellen en de kans te vergroten dat de Einstein Telescope naar Nederland komt.

‘We beogen allerlei dingen die nooit eerder zijn gedaan.’

‘Een plek in de schoolboeken’

Albert van Dorssen is als businessdeveloper bij de regionale ontwikkelingsmaatschappijen LIOF en InnovationQuarter betrokken bij de inspanningen rondom de Einstein Telescope. ‘Ik zie enorm veel enthousiasme. Er hangen potentiële natuurkundige ontwikkelingen en resultaten aan dit project die geweldig tot de verbeelding spreken. Betrokkenen zijn zich bewust dat je met de Einstein Telescope in de schoolboeken kunt eindigen.’ Daarbij worden er allerlei spiksplinternieuwe technologische systemen ontwikkeld. ‘Van de vacuümsystemen en sensoren tot het gangenstelsel: we beogen allerlei dingen die theoretisch mogelijk zijn, maar nooit eerder zijn gedaan.’

‘We hebben het hier over een astrofysisch meetinstrument van wereldorde’

Extreme gebeurtenissen in het heelal veroorzaken trillingen in de ruimte: zo luidt de honderd jaar oude theorie van Albert Einstein. Die trillingen noemen we zwaartekrachtgolven en ze zouden de afstand tussen objecten een heel klein beetje vergroten of verkleinen. Einstein was ervan overtuigd, maar zag geen mogelijkheid om de trillingen ooit te meten. In 2015 werd zijn gelijk bewezen: LIGO, de allereerste zwaartekrachtgolfdetector, registreerde de botsing tussen twee zwarte gaten op 1,3 miljard lichtjaar van de aarde.

Behoefte aan betere telescoop

De waarneming van de eerste zwaartekrachtgolf stemde wetenschappers wereldwijd enthousiast. Bestaande plannen voor een betere telescoop kwamen in een stroomversnelling, wat uiteindelijk uitmondde in het Einstein Telescope-project. ‘We hebben het hier over een astrofysisch meetinstrument van wereldorde’, vertelt Albert van Dorssen, businessdeveloper bij de regionale ontwikkelingsmaatschappijen LIOF en InnovationQuarter. ‘Het LIGO-observatorium meet gemiddeld een à twee zwaartekrachtgolven per maand. De Einstein Telescope gaat er tientallen per uur meten.’

Een druppel in het IJsselmeer

Wat maakt deze telescoop zoveel effectiever? ‘Allereerst zijn zowel LIGO als het andere observatorium in Italië bovengronds gebouwd’, legt Albert uit. ‘De Einstein Telescope komt honderden meters onder de grond en wordt verdeeld in zowel gekoelde als ongekoelde systemen. Dit bevordert allebei de gevoeligheid.’ Ook wordt de Einstein Telescope aanzienlijk groter dan LIGO. En dan zijn er nog tal van ontwikkelingen rondom apparaten en systemen. ‘Een zeer technisch verhaal’, geeft Albert toe. ‘De Einstein Telescope meet een lengteverandering tussen spiegels die tien kilometer uit elkaar hangen. Om een beeld te krijgen van hoe klein die lengteverandering is: dat is vergelijkbaar met de stijging van het waterniveau van het IJsselmeer als er één druppel water aan toegevoegd wordt.’

Voorbij het sterrenlicht

De Einstein Telescope kan bovendien veel verder observeren: voorbij het licht van de sterren. ‘Bestaande telescopen worden in hun metingen beperkt tot het gebied in de ruimte waar licht wordt uitgestraald, net als de James Webb-telescoop’, vertelt Albert. Daarachter bevinden zich geen levende sterren. ‘Maar er komen wel degelijk zwaartekrachtgolven vandaan. De Einstein Telescope stelt ons in staat dit deel van het universum te onderzoeken. Daarmee komen we heel dicht in de buurt van het plasmatijdperk direct na de oerknal. Dit is de periode na de fase waarin er uitsluitend gas bestond, met vroege vormen van sterren en zwarte gaten die we alleen met zwaartekrachtsgolven kunnen meten.’

Foto door: Marco Kraan – Technisch ontwerper van het Nederlandse instituut Nikhef

Einstein Telescope-project in een notendop

De Einstein Telescope is een Europees initiatief. In Nederland zit het als volgt:

Regionale ontwikkelingsmaatschappij LIOF voert landelijk de regie over de R&D regeling en valorisatie.
Regionale ontwikkelingsmaatschappijen BOM, Oost NL en InnovationQuarter hebben zich aangesloten
Er wordt samengewerkt met de ministeries van EZK en OCW, en Nikhef (Nationaal instituut voor subatomaire fysica), dat de wetenschappelijke regie voert.
Het Nationaal Groeifonds heeft € 12 miljoen beschikbaar gesteld voor de R&D-regeling
Daarnaast is er € 870 miljoen gereserveerd voor de eventuele bouw van de Einstein Telescope in Nederland

Knappe koppen bij elkaar

Ook voor de individuele bedrijven zelf biedt de Einstein Telescope unieke kansen. Zelden komen er op zo’n grote schaal zoveel verschillende partijen bijeen. Van ontwerpers en fabrikanten van alle fysieke onderdelen en materialen tot developers van kunstmatige intelligentie, machinelearning en nog veel meer. De wereld kijkt mee. Albert: ‘Dit project brengt enorm veel knappe koppen bij elkaar, die de krachten bundelen en kennis uitwisselen. Ik weet zeker dat dit elk Zuid-Hollands bedrijf dat zich aansluit zal versterken. Daarbij is het leveren van een bijdrage aan de telescoop natuurlijk een mooi visitekaartje.’

‘Het observatorium meet afstandsverschillen tot een 10.000^e van een proton.’

Subsidiecall trillingsdemping

Vanwege de extreme gevoeligheid van de meetapparatuur is het cruciaal om trillingen te dempen of volledig te isoleren. ‘Denk aan seismische trillingen en trillingen als gevolg van temperatuurwisselingen’, licht Albert toe. ‘Maar ook aan de frequenties van de gebruikte materialen en apparaten op moleculair niveau. Het observatorium meet namelijk afstandsverschillen tot een 10.000^e van een proton.’ Hoe krijg je zoiets voor elkaar? ‘Ja, precies’, lacht hij. ‘Daar zijn nieuwe technologieën voor nodig. En die bieden in de toekomst weer marktkansen voor andere sectoren.’ Op het moment van schrijven is de subsidiecall voor het technologiedomein trillingsdemping net gesloten.

5 technologiedomeinen

Er zijn vijf technologiedomeinen gedefinieerd voor de realisatie van de Einstein Telescope. InnovationQuarter komt graag in contact met Zuid-Hollandse bedrijven die hier een bijdrage aan willen leveren.

Trillingvrij koelen (subsidiecall gesloten)
Vacuümtechnologie (subsidiecall opgeschort)
Trillingsdemping (subsidiecall gesloten)
Optica (subsidiecall opent 24 juni)
Thermische deformaties (subsidiecall opent 19 augustus)

Meer weten? Lees alles over de technologiedomeinen op de website Einstein Telescope for business.

Mogelijke marktkansen

Welke marktkansen voorziet Albert precies? ‘We zitten nog in de verkenningsfase. De precieze toepassingen van nieuwe technologieën worden meestal pas in een later stadium helder.’ Toch zijn er al sectoren te bedenken die mogelijk gaan profiteren. ‘Trillingvrije koelsystemen zijn bijvoorbeeld interessant voor medische instrumenten, quantumcomputers en de productie van waterstof.’ En dan zijn er nog de kansen die je niet kunt voorzien. Als voorbeeld noemt hij CERN: ‘Zij hadden vorige eeuw meer rekenkracht nodig. Daarvoor hebben ze een internationaal netwerk van computers opgezet. Ze hadden het nooit voorspeld, maar hier is uiteindelijk ons huidige internet uit ontstaan.’

Limburg is potentiële locatie

Momenteel worden er twee locaties voor de Einstein Telescope onderzocht: Sardinië en de Euregio Maas-Rijn, het grensgebied tussen Nederland, België en Duitsland. ‘In deze fase wordt vooral gekeken naar de geologie, en dan met name de bodemgesteldheid’, legt Albert uit. Of de telescoop ook echt naar Nederland komt? ‘Dat durf ik niet te zeggen. Maar vooralsnog lijkt het gebied in Limburg er goed uit te zien, ik heb alleen maar positieve verhalen gehoord.’ De komende jaren buigen EU-ministers zich over de definitieve locatie.

Foto door: Marco Kraan – Technisch ontwerper van het Nederlandse instituut Nikhef

Ook kansen als Einstein Telescope niet naar Nederland komt

Als de Einstein Telescope naar het buitenland gaat, is het werk van de Nederlandse bedrijven dan voor niets geweest? Een logische vraag, zegt Albert, maar simpel te beantwoorden: ‘Nee. Inhoudelijk is er geen sprake van concurrentie tussen de verschillende Europese landen. Alle onderzoekers praten met elkaar, en iedereen wil hetzelfde. Als je als Nederlands bedrijf of consortium het allerbeste systeem ontwikkelt, dan zal het ook worden geïmplementeerd als de telescoop op Sardinië komt te staan.’

Cross-regionale samenwerkingen

InnovationQuarter is verantwoordelijk voor het informeren en bijeenbrengen van Zuid-Hollandse hightechbedrijven die een bijdrage kunnen leveren aan dit unieke project. ‘Maar we spreken eigenlijk van een Nederlands ecosysteem’, vult Albert aan. ‘We willen echt álle Nederlandse partijen samen laten werken. Wel is het zo dat er in Zuid-Holland enorm veel relevante kennis aanwezig is.’ Alle regionale ontwikkelingsmaatschappijen staan nauw met elkaar in contact. ‘We scouten per regio, maar moedigen cross-regionale samenwerkingen aan. Bij dit soort complexe projecten kom je het snelst tot de beste oplossingen door intensief samen te werken. Kennis en ideeën uitwisselen, elkaar inspireren – zo kom je verder.’

Technologiedomeinen volgend jaar opnieuw bekeken

De subsidiecalls voor de eerste technologiedomeinen, trillingsvrij koelen en trillingsdemping, zijn inmiddels gesloten. Bedrijven kunnen zich tot en met 24 juni 2024 inschrijven voor het vierde domein: optica. Het vijfde technologiedomein thermische deformaties opent op 19 augustus. Het opgeschorte tweede technologiedomein vacuümtechnologie is in voorbereiding en de precieze opening is nog onbekend. Of het daarna klaar is? ‘Nee’, antwoordt Albert: ‘Dit jaar richten we ons op die vijf domeinen, maar volgend jaar gaan we kijken of we deze domeinen – of mogelijk nieuwe domeinen – in een vervolgronde kunnen openstellen.’ Albert benadrukt hierbij dat geïnteresseerde bedrijven altijd welkom zijn om contact op te nemen. ‘De trein rijdt al, maar er is zeker nog kans om aan te sluiten. Dus, alle geïnteresseerde bedrijven: laat van je horen!’

Meewerken aan de Einstein Telescope?

Zie je kansen voor jouw bedrijf om aan te sluiten en mee te werken aan een baanbrekende technologie van wereldorde? Zie je toekomstige kansen om gebruik te maken van technologieën die voor de telescoop ontwikkeld worden? Of wil je op de hoogte blijven van de ontwikkelingen? Ga naar Einstein Telescope for business of neem contact op met Albert van Dorssen van InnovationQuarter.