Un projet ambitieux se prépare à percer les mystères de l’univers d’une manière jamais envisagée. Un consortium s’apprête à développer un système de refroidissement de pointe pour le télescope Einstein. L’initiative, soutenue par un financement de 2,6 millions d’euros du programme R&D du télescope Einstein, financé par le Fonds National de Croissance, entend accroître la compréhension des ondes gravitationnelles prédites par Albert Einstein il y a plus d’un siècle.
La mesure des ondes gravitationnelles
Les ondes gravitationnelles, prédites par Albert Einstein, représentent des perturbations dans le tissu de l’espace-temps. Leur détection est extrêmement délicate, les moindres vibrations pouvant masquer ces signaux faibles émanant de l’univers. Les observatoires existants, ainsi que le futur télescope Einstein, utilisent des faisceaux laser envoyés dans des tunnels de dix kilomètres de long, réfléchis par des miroirs et collectés par un détecteur.
Michiel van Limbeek, maître de conférences, explique : « Une onde gravitationnelle passante influence cette différence sur le signal de mesure. Cela permet d’extraire des informations, par exemple sur la formation de cette onde gravitationnelle. »
Un système de refroidissement en trois étapes
Le consortium de Twente développera un système de refroidissement en trois étapes, utilisant trois réfrigérants différents : le néon, l’hydrogène et l’hélium. Le processus de refroidissement débutera à -195 °C, température atteinte avec de l’azote liquide, et nécessitera deux étapes intermédiaires pour atteindre le point le plus froid du système à -263 °C. Trois exemplaires de ce système seront construits : un pour la recherche à l’Université de Twente et deux pour l’ETpathfinder à Maastricht.
Plus d’informations
Le Dr Michiel van Limbeek, professeur associé au Département d’Énergie, Matériaux & Systèmes (EMS), et son équipe mènent des recherches sur le refroidissement sans vibration basé sur une technologie de sorption utilisant du charbon actif depuis plus de 20 ans.
Outre les techniques cryogéniques, le groupe EMS travaille également sur la supraconductivité à haute intensité, avec des applications dans le domaine de l’énergie renouvelable et de la recherche scientifique, contribuant à des projets tels que le CERN, l’ESA et le télescope Einstein.
En synthèse
Ce projet innovant soutenu par un financement significatif, est un pas de géant vers la compréhension des mystères de l’univers à travers les ondes gravitationnelles. En développant un système de refroidissement capable de fonctionner à des températures extrêmement basses, les scientifiques espèrent détecter ces ondes faibles avec une précision jamais atteinte auparavant.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que les ondes gravitationnelles ?
Les ondes gravitationnelles sont des perturbations dans le tissu de l’espace-temps, générées par des événements cosmiques violents. Elles ont été prédites par la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein.
Pourquoi est-il difficile de détecter les ondes gravitationnelles ?
La détection des ondes gravitationnelles est complexe car elles génèrent des signaux extrêmement faibles, facilement masqués par les vibrations terrestres.
Quel est le rôle du système de refroidissement dans la détection des ondes ?
Le système de refroidissement permet de réduire les vibrations au minimum, rendant ainsi possible la détection de signaux faibles générés par les ondes gravitationnelles.
Quels sont les réfrigérants utilisés dans le système de refroidissement ?
Le système utilise trois réfrigérants : le néon, l’hydrogène et l’hélium, chacun contribuant à différentes étapes du processus de refroidissement.
Quelle est la contribution de l’Université de Twente au projet ?
L’Université de Twente, en collaboration avec Demcon kryoz et Cooll, développe le système de refroidissement et mène des recherches sur les technologies nécessaires à la détection des ondes gravitationnelles.
Références
Michiel van Limbeek est professeur associé au département Énergie, matériaux et systèmes (EMS ; Faculté des sciences et technologies).
