Experiment UvA-fysici gaat de ruimte in
Ruimteraket Sojoez vertrekt op 8 september naar het Internationaal Ruimtestation ISS. Aan boord bevindt zich een experiment van fysici van de Universiteit van Amsterdam (UvA). Na installatie op het ruimtestation start het experiment op 14 september. In het experiment bestuderen de UvA-fysici het vormen van perfect regelmatige kristallen, zonder storing door zwaartekracht.
De onderzoeksgroep van dr. Peter Schall, werkzaam aan het Van der Waals-Zeeman Instituut van de UvA, bestudeert de fysische eigenschappen van zachte materie. Hierbij gaat het om het ontwerpen en bestuderen van deeltjes die zo'n duizend keer groter zijn dan atomen. De onderzoekers gebruiken het zogenoemde kritische Casimir-effect (een effect dat lijkt op een bekend kwantumeffect) om de aantrekkingskracht van de deeltjes in vloeistoffen te reguleren. Een voorbeeld van materiaal dat ze op deze manier kunnen maken zijn fotonische kristallen. De onderzoekers bouwen nanostructuren door de deeltjes in een vloeistof te laten zweven. Hierdoor ontstaat een suspensie (vergelijkbaar met bijvoorbeeld vetdeeltjes in melk). Door de aantrekkingskracht van de deeltjes te vergroten - door temperatuursverandering - hechten de de deeltjes vervolgens aan elkaar. Maar hoe meer deeltjes worden geclusterd, hoe zwaarder de structuur wordt. Die zinkt dan naar de bodem, waardoor de regelmatige opbouw verdwijnt. Het Europese laboratorium Columbus van het ISS, ver weg van de aantrekkingskracht van de aarde, maakt het mogelijk om het vormen van perfect regelmatige kristallen te bestuderen zonder storing door zwaartekracht.
Fundamentele inzichten
Astronauten zullen de experimenten inzetten, maar de onderzoekers hebben zelf ook direct controle. Imaging-apparatuur aan boord van het ISS legt het groeiproces vast. Die beelden komen via een internetverbinding (LAN) direct terug naar de aarde. Vanuit het European Space Astronomy Centre (ESAC), nabij Madrid, kunnen de onderzoekers op basis van de beelden de temperatuur en daarmee de interacties bijstellen. Ze kunnen het hele experiment bevriezen en opnieuw laten smelten, of het helemaal omdraaien. Het resultaat van de inspanningen, de hopelijk volmaakte kristallen, keert echter niet terug naar de aarde. Maar daar is het experiment ook niet om te doen. De fundamentele inzichten die het experiment oplevert, staan voorop.
Het project wordt mede gefinancierd door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Het onderzoeksteam bestaat uit dr. Peter Schall, prof. dr. Gerard Wegdam en dr. Sandra Veen (postdoc) van de UvA en dr. Marco Potenza en dr. Matteo Alaimo van de Università degli studi di Milano (Italië) in samenwerking met dr. Stefano Mazzoni van de Europese Ruimtevaart Organisatie (ESA).
De koppeling van de Sojoez-raket aan het ISS is op 10 september live te bekijken op NASA TV, zie onderstaande verwijzing.
Verwijzingen
NASA TV
Universiteit van Amsterdam