Exoplaneten zijn zo moeilijk te zien dat onze telescopen er ongeveer één lichtdeeltje per seconde van invangen. Pieter de Visser ontwikkelt daarom supergeleidende detectoren die geen ruis hebben, zodat hij voor elk lichtdeeltje zeker weet of het van een exoplaneet komt of niet. Zo verspilt hij geen kostbaar signaal. De Visser ontvangt nu een NWO Projectruimte van 425.000 euro, waarmee hij een postdoc gaat aanstellen en een speciale koelkast aanschaft.
Astronomen ontdekken in razend tempo steeds meer planeten buiten ons zonnestelsel. Vijf jaar geleden hadden we er nog minder dan duizend gevonden; nu staat de teller al bijna op vierduizend. Volgens de laatste schattingen zijn er meer planeten dan sterren in onze Melkweg—dus meer dan honderd miljard. Sterrenkundigen gebruiken allerlei trucs om deze zogenoemde exoplaneten indirect te vinden. Om exoplaneten ook in detail te bestuderen, moeten ze daadwerkelijk het licht van de planeet invangen. SRON-onderzoeker Pieter de Visser ontwikkelt hiervoor nieuwe technologie en ontvangt nu een NWO Projectruimte-subsidie om zijn onderzoek voort te zetten.
Ruisloos
De Visser ontwikkelt supergeleidende ruisloze detectoren. Conventionele detectoren geven wel altijd ruis. Denk maar aan een foto die je in het donker maakt met je smartphone. En zelfs als sterrenkundigen de allerbeste conventionele detectoren gebruiken, zien ze nog steeds ruis. De Vissers detectoren kunnen voor elk lichtdeeltje bepalen of het van een exoplaneet afkomt, of dat het ruis is. Dat gebeurt door het meten van de energie van elk lichtdeeltje, wat meteen een tweede voordeel oplevert. Het stelt astronomen namelijk in staat om het spectrum te meten van de atmosfeer van een exoplaneet, en dus af te leiden welke stoffen daarin aanwezig zijn. De Visser: ‘Als we over twintig jaar in de atmosfeer van een exoplaneet tekenen vinden van zuurstof, water en methaan, zoals we hier van onze Aarde kennen, dan zal dat een van de grootste doorbraken in de sterrenkunde zijn.’
Coating
De Visser ontvangt een Natuurkunde Projectruimte-subsidie om zijn detectoren gevoeliger en efficiënter te maken. ‘Met onze huidige telescopen vangen we in de regel maar één enkel lichtdeeltje per seconde van een exoplaneet,’ zegt De Visser. ‘Daarom moeten we enerzijds een hele goede antireflectiecoating aanbrengen om te zorgen dat we echt al het licht opvangen. Anderzijds mag die coating geen ruis in de detector veroorzaken. Bovendien willen we de natuurkunde achter het detectieproces beter begrijpen, zodat de energieresolutie hoog genoeg wordt om het spectrum van een planeten te kunnen analyseren.’
Samenwerking
De subsidie biedt ruimte om een postdoc aan te stellen en om een speciale koelkast te kopen om de experimenten te doen die plaatsvinden bij temperaturen van 100 milliKelvin, vlakbij het absolute nulpunt. In deze koeler willen de onderzoekers een demonstratiemodel realiseren van 2000 pixels, elk van een tiende bij een tiende millimeter. ‘De subsidie maakt het makkelijker om onze techniek in de praktijk te brengen samen met de Universiteit Leiden en de TU Delft,’ zegt hij. ‘In Leiden kunnen we samenwerken met natuurkundigen en astronomen om de techniek in de toekomst te gebruiken om exoplaneten te bestuderen. In Delft gaan we samenwerken met de onderzoeksgroep voor experimentele astronomie. En onze camera is niet alleen voor astronomen interessant is. Hij kan ook zorgen voor doorbraken in de biofysica en in medische technieken door naar processen in individuele moleculen te kijken.’
——————————————————————————————————–
——————————————————————————————————–
When we aim our telescopes at exoplanets, we only collect about one light particle per second. To make the most of them, Pieter de Visser develops noiseless superconducting detectors. The lack of noise provides certainty for each light particle about whether it originates from an exoplanet or some place else. De Visser receives an NWO Projectruimte grant of 425,000 euros, which he uses to hire a postdoc and purchase a special refrigerator.
