De Einstein Telescope wordt een meetinstrument van wereldklasse om zwaartekrachtsgolven te detecteren. Als projectbureau verkennen wij de kansen voor het grensgebied van Nederland, België en Duitsland om dit baanbrekende meetinstrument te huisvesten.
Zwaartekrachtsgolven: rimpels in het heelal
Ons heelal trilt dagelijks als ergens in het universum zwarte gaten of neutronensterren om elkaar draaien of botsen. Albert Einstein voorspelde al in 1916 dat afstanden bijna onmeetbaar oprekken en inkrimpen als zo’n zwaartekrachtsgolf langskomt. In 2015 wist de Amerikaanse detector LIGO dat verschijnsel voor het eerst te meten. Met de Einstein Telescope gaan onderzoekers bijvoorbeeld op zoek naar het geboorteproces van zwarte gaten, de structuur van neutronensterren, en de aard van het heelal direct na de oerknal. Ook willen ze de voorspellingen van Einsteins relativiteitstheorie testen als nooit tevoren. Zo krijgen we nieuwe inzichten in ons universum. Het observatorium is daarmee van grote betekenis voor de internationale natuur- en sterrenkunde.
Ondergronds observatorium
Bovengronds is van de Einstein Telescope nauwelijks iets te zien, want het observatorium met zijn drie gangen van elk 10 kilometer lang komt 250 tot 300 meter onder het aardoppervlak om ongestoord te kunnen meten. De Einstein Telescope meet zwaartekrachtsgolven door met gevoelige lasers en trillingsvrij opgehangen spiegels voortdurend de lengte van zijn drie detectorgangen te controleren. Als die lengte in een specifiek patroon verandert is dat het signaal van een langskomende zwaartekrachtsgolf. De Einstein Telescope zal duizend keer meer zwaartekrachtsgolven detecteren dan zijn voorgangers.
Veelbelovende locatie
Een van de meest kansrijke locaties voor de Einstein Telescope is het grensgebied van Nederland, België en Duitsland. Hier houdt de zachte bovengrond van dit gebied trillingen door menselijke activiteit aan het oppervlak tegen, zodat het ondergrondse observatorium ongestoord kan meten. Daarnaast zijn de goede verbindingen en het netwerk van kennisinstellingen en bedrijven belangrijk voor de Einstein Telescope. Uiteindelijk besluiten Europese ministers waar de Einstein Telescope wordt gebouwd.
Stimulans voor de omgeving
De Einstein Telescope is een uitgelezen kans voor de maatschappij in de gastlanden en speciaal in het grensgebied waar het observatorium kan komen te staan. De hightech industrie en het midden- en kleinbedrijf kijken uit naar de opdrachten voor de bouw van het observatorium. Ook opleidingen zien kansen om jong talent uit het grensgebied en daarbuiten aan te trekken. Het observatorium zorgt zo voor werkgelegenheid en laat een netwerk van innovatieve bedrijven groeien.
Waarom de Euregio Maas-Rijn?
De Einstein Telescope stelt hoge eisen aan zijn vestigingslocatie. Een stabiele bodem met weinig verstoring van de omgeving. Maar ook een netwerk van kennispartners om mee samen te werken, bedrijven die de hoogstaande techniek kunnen leveren, en prettige, bereikbare woon- en werkomgeving. In de grensregio van België, Duitsland en Nederland (Euregio Maas-Rijn) komen al die succesfactoren samen. De bodem waarin de ondergrondse Einstein Telescope wordt gebouwd, bepaalt mede de nauwkeurigheid. Hoe minder trillingen die doorlaat, hoe minder storingen voor de meetapparatuur. De harde ondergrond in combinatie met de zachte, dempende toplaag lijkt uitstekend geschikt voor de Einstein Telescope. De rust en stilte in de omgeving maken het grensgebied tot een geschikte vestigingslocatie. Het uitlezen van en werken met de ondergrondse apparatuur kan op afstand vanuit de omliggende bestaande wetenschappelijke instituten en campussen gebeuren. Het grensgebied vormt het hart van een Europese topregio, met veel universiteiten dichtbij in Nederland, België en Duitsland. Ook is er een netwerk van hightech bedrijven met expertise in de benodigde precisietechnologie. Dit netwerk van kennisinstellingen en techniekexperts vergroot de aantrekkelijkheid van de Euregio Maas-Rijn als vestigingslocatie.
Verkenning in Nederland, België en Duitsland
Voor een gezamenlijke kandidatuur van Nederland, België en Duitsland is een goede voorbereiding nodig. Daarom werken vele partners samen en onderzoeken ze de geschiktheid van de ondergrond, het netwerk van geïnteresseerde bedrijven en kennispartners en de verwachte opbrengst van de Einstein Telescope. Uiteindelijk zullen de drie landen op kabinetsniveau besluiten of ze zich kandidaat stellen als mogelijke locatie. De volgende instellingen en instanties zijn betrokken:
- Nederland: Nikhef (Nationaal Instituut voor Subatomaire Fysica); Open Universiteit (CAROU); Radboud Universiteit; Rijksuniversiteit Groningen; TU Eindhoven; Universiteit van Amsterdam; Universiteit Maastricht; Universiteit Twente; Universiteit Utrecht; Vrije Universiteit Amsterdam; NWO-I; KNMI (Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut); TNO (Nederlandse organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek); Brainport Eindhoven; Discovery Museum Limburg; LIOF; Provincie Limburg; Ministerie van Onderwijs Cultuur en Wetenschap; Ministerie van Economische Zaken en Klimaat
- België: KU Leuven; UC Louvain; Université de Liège; Université de Mons; Université de Namur; Université Libre de Bruxelles; Universiteit Antwerpen; Universiteit Gent; Universiteit Hasselt; Vrije Universiteit Brussel; Agoria – Belgian federation of companies in the manufacturing industry, the digital and telecom sectors; Federaal Wetenschapsbeleid / Politique scientifique fédérale – BELSPO; Fonds de la Recherche Scientifique – FNRS; Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek Vlaanderen – FWO; Pôle Greenwin; Pôle MecaTech; POM Limburg; Skywin; Vlaams Agentschap Innoveren en Ondernemen – VLAIO; Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek – VITO; WFG Ostbelgien; Vlaams Ministerie van Economie, Innovatie, Werk, Sociale economie en Landbouw; Vlaams Departement Economie, Wetenschap, en Innovatie – EWI; Provincie Antwerpen; Provincie Vlaams Brabant; Provincie Limburg; Walloon Region
- Duitsland: Eberhard Karls Universität Tübingen; Deutsches Elektronen-Synchrotron, Hamburg / Zeuthen; Ruhr University, Bochum; Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik, Jena; Fraunhofer-Institut für Lasertechnik, Aachen; Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie, Aachen; Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg; Friedrich-Schiller-Universität Jena; Goethe-Universität Frankfurt; Karlsruher Institut für Technologie; Laser Zentrum Hannover; Leibniz-Institut für Kristallzüchtung; Leibniz Universität Hannover; Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut), Hannover; Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut), Golm; Physikalisch Technische Bundesanstalt; Rheinische Friedrich-Wilhems-Universität Bonn; RWTH Aachen University; Technische Universität Braunschweig; Technische Universität Darmstadt; Universität Bremen; Universität Hamburg; Universität Heidelberg; Universität Rostock; Westfälische Wilhelms-Universität Münster; AGIT; NMWP; Zenit; Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen.
ESFRI-roadmap
Voordat een grote onderzoeksinfrastructuur in Europa gebouwd wordt, leggen wetenschappers en overheden vast dat de faciliteit belangrijk is voor toponderzoek. Dit gebeurt in de zogenaamde ESFRI-roadmap. De Europese zwaartekrachtsgolfonderzoekers werkten samen aan het voorstel voor deze roadmap. Daarin namen ze de grensregio van Nederland, België en Duitsland op als mogelijke locatie. In juli 2021 maakte het ESFRI-forum bekend dat de Einstein Telescope de ESFRI-status krijgt. Dit was een belangrijke mijlpaal voor alle betrokkenen, omdat dit de officiële erkenning is dat de Einstein Telescope van belang is voor Europa. Geïnteresseerde landen in Europa kunnen hun formele kandidatuur voor de Einstein Telescope melden. Op dit moment is, naast onze Euregio Maas-Rijn, ook Sardinië in de race als mogelijke locatie. De kans bestaat dat daar nog het Duitse Saksen bij gaat komen. Waarschijnlijk wordt in 2026 bekend wat de meest geschikte locatie is en waar deze topfaciliteit wordt gebouwd.
Wie gaat de Einstein Telescope betalen?
De kandidatuur is een eerste verantwoordelijkheid van de deelnemende landen. In ons geval dus België, Nederland en Duitsland. De drie landen zijn in gesprek over de organisatie van het gezamenlijk bidbook en het hostconsortium voor de kandidatuur. Op Europees niveau worden door ministeries afspraken gemaakt over de organisatie en financiering. De kandiderende landen zullen een aantrekkelijk voorstel moeten presenteren aan andere landen, ook op financieel gebied. De kandiderende landen en vestigingsregio profiteren namelijk ook als eerste van de infrastructuur, wetenschappelijk en economisch. De bouw van de Einstein Telescope is begroot op 2 miljard euro. Het kabinet in Nederland heeft in 2022 via het Nationaal Groeifonds ongeveer 1 miljard euro gereserveerd voor de voorbereidingen en de bouw. De Duitse deelstaat Noordrijn Westfalen heeft aangeven mee te willen betalen aan de bouw als ook de Duitse regering in Berlijn ‘ja’ zegt tegen het project. In België moet hierover nog een besluit worden genomen. De exploitatie van de Einstein Telescope zal 50 jaar zijn. Hoe de verdeling van de exploitatiekosten, jaarlijks 40 miljoen euro, eruitziet en welke bijdragen van de overige deelnemende landen verwacht mogen worden, is nog niet duidelijk.
Website Einstein Telescope project: https://www.einsteintelescope-emr.eu
Bron: Einstein Telescope
