Consortium ICVI ontwikkelt cryogene trillingsisolatie voor Einstein Telescope
Binnen de ontwikkeling van de Einstein Telescope (ET) werkt het consortium ICVI aan geavanceerde cryogene trillingsisolatiesystemen die functioneren bij temperaturen onder de 10 kelvin. Deze systemen moeten ervoor zorgen dat uiterst gevoelige meetopstellingen volledig beschermd blijven tegen trillingen uit de omgeving, zelfs onder extreme cryogene omstandigheden.
De Einstein Telescope wordt een van de meest gevoelige wetenschappelijke instrumenten ter wereld voor het meten van zwaartekrachtsgolven: minuscule vervormingen van de ruimtetijd die ontstaan bij kosmische gebeurtenissen zoals botsende zwarte gaten en neutronensterren. Om deze signalen betrouwbaar te kunnen detecteren, moeten trillingen vrijwel volledig worden uitgesloten. Dat is een grote uitdaging, omdat veel van de benodigde detectorcomponenten juist bij extreem lage temperaturen moeten functioneren om ruis te minimaliseren.
Consortium ICVI
Het consortium ICVI wordt geleid door Onnes Technologies en brengt een sterke combinatie van kennisinstellingen en hightechbedrijven samen. Tot de partners behoren JPE, Universiteit Leiden, SRON, Nikhef, Delft Circuits, Piak Electronic Design en Magnetic Innovations. Gezamenlijk ontwikkelen zij een nieuwe generatie compacte cryogene trillingsisolatiesystemen die speciaal zijn ontworpen voor toepassingen waarin zowel extreme stabiliteit als zeer lage temperaturen vereist zijn.
De kern van het project is de ontwikkeling van de eerste compacte cryo-vibratie-isolatiesystemen ter wereld die onder cryogene omstandigheden volledig stabiel blijven. De technologie combineert passieve en actieve trillingsdemping, geavanceerde warmtegeleiding en real-time feedbackcontrole. Hierdoor kunnen bewegingen worden onderdrukt die met bestaande systemen nauwelijks beheersbaar zijn.
Een belangrijk onderdeel van de innovatie is de door Onnes Technologies ontwikkelde cryogene trillingsdemper, die bewegingen tot onder 1 hertz kan isoleren. Door een slimme combinatie van een antispringmechanisme en een meertraps massa-veersysteem ontstaat een uitzonderlijk trillingsarme omgeving in cryogene installaties, waaronder verdunningskoelers die werken bij temperaturen van slechts enkele milli-kelvin boven het absolute nulpunt.
"Nederland heeft een rijke traditie in het creëren van extreem lage temperaturen – Leiden stond ooit bekend als de koudste plek op aarde. Het is technologie die niet alleen de Einstein Telescope mogelijk maakt, maar ook direct toepasbaar is in quantum- en halfgeleideronderzoek”. - Max Kouwenhoven, CEO van Onnes Technologies.
Het systeem bestaat uit drie koeltrappen die elkaar opvolgen: van 40 Kelvin naar 15 Kelvin en uiteindelijk naar circa 8 Kelvin. Voor het snel opstarten wordt tijdelijk een mechanische ‘kickstarter’-koeler ingezet. Zodra de juiste temperatuur is bereikt, wordt deze uitgeschakeld en neemt de trillingsvrije sorptiekoeler het over.
Spin-off potentieel — quantumtechnologie, metrologie en semicon
De impact van de technologie reikt veel verder dan de Einstein Telescope. Trillingsvrije cryogene omgevingen zijn essentieel voor quantumcomputers, quantum sensing, geavanceerde metrologie en halfgeleiderinstrumentatie die op sub-nanometerschaal opereert. Ook toepassingen zoals cryogene actuatoren en scanning probe microscopy kunnen profiteren van de nieuwe generatie trillingsisolatiesystemen.
De ontwikkeling versterkt daarmee de Nederlandse positie in snelgroeiende markten rond quantumtechnologie en precisie-instrumentatie. Juist op het snijvlak van cryogenie, mechatronica en systeemintegratie beschikt Nederland over internationaal erkende expertise. Dat biedt kansen voor nieuwe producten, hoogwaardige werkgelegenheid en een sterkere Europese technologische autonomie.
Zoals Kouwenhoven benadrukt: “Door onderzoek en industrie nauw te laten samenwerken kan nieuwe technologie sneller uitontwikkeld worden voor commercialisatie en ter ondersteuning van nieuwe wetenschap – precies wat Nederland nodig heeft om zijn positie in deeptech en quantum-instrumentatie te versterken.”
Met ICVI levert Nederland niet alleen een cruciale technologie voor de Einstein Telescope, maar bouwt het tegelijkertijd aan een sterke internationale positie in cryogene precisietechnologie. Daarmee ontstaat een innovatieve basis voor toekomstige doorbraken in zowel fundamenteel onderzoek als commerciële deeptechtoepassingen.
De Einstein Telescope zelf is nog in voorbereiding. Nederland werkt samen met België en Duitsland aan een locatie in de grensregio. In 2027 wordt duidelijk waar het observatorium gebouwd zal worden.
Meer informatie over het technologiedomein Trillingsdemping