Je leest:

Perfecte kristallen in de ruimte

Perfecte kristallen in de ruimte

Russische raket brengt Amsterdamse experimenten naar ISS

Auteur: | 8 september 2010

Vrachtschip Progress M-07M is er helemaal klaar voor. Eigenlijk had het Russische ruimtevaartuig vandaag vanaf lanceerbasis Baikonur gelanceerd zullen worden richting het Internationale Ruimtestation ISS. Door slecht weer is de lancering voorlopig uitgesteld naar vrijdag 10 september. Nog even wachten dus voor de wetenschappers van de Universiteit van Amsterdam (UvA), waarvoor de Progress een belangrijk experiment meeneemt. Als alles goede gaat kunnen ze volgende week hoog boven het aardoppervlak perfect regelmatige kristallen gaan maken, zonder storing door zwaartekracht.

Update 12/9: lancering succesvol

Op 10/9 om 12:22 (Nederlandse tijd) is het Progress vrachtschip M-07M succesvol gelanceerd met behulp van een Sojuz-U raket. De koppeling met het ISS vond plaats op de 12e om 13:58 uur (ook NL-tijd).

Die paar dagen kunnen er nog wel bij, zullen de Amsterdammers gedacht hebben. In mei al zouden astronauten met hun experimenten de ruimte ingaan. Vanwege een technische storing werd de lancering toen uitgesteld. Vandaag zou een nieuwe poging volgen, maar dat wordt dus vrijdag.

De onderzoeksgroep van dr. Peter Schall, werkzaam aan het Van der Waals-Zeeman Instituut van de Universiteit van Amsterdam (UvA), bestudeert de fysische eigenschappen van zachte materie. Hierbij gaat het om deeltjes die zo’n duizend keer groter zijn dan atomen. Ze hebben een methode gevonden om dergelijke nanodeeltjes op een zeer geordende manier aan elkaar te laten klitten.

Groter en zwaarder

Een voorbeeld van materiaal dat ze op deze manier kunnen maken zijn fotonische kristallen. Die zijn als als een soort transistor voor licht te beschouwen, als een schakelaar, aldus Schall. Maar fotonische kristallen kunnen de eigenschappen van licht alleen veranderen als ze perfect zijn opgebouwd.

Om zulke kristallen te maken laten de Amsterdamse onderzoekers de nanodeeltjes in een vloeistof zweven. Dan ontstaat een suspensie, vergelijkbaar met bijvoorbeeld vetdeeltjes in melk. Vervolgens kunnen ze (met dank aan het zogenaamde kritische Casimir-effect) via temperatuursverandering de onderlinge aantrekkingskracht tussen de deeltjes vergroten. De deeltjes hechten aan elkaar en vormen perfect opgebouwde clusters, die steeds groter worden.

Fysicus dr. Peter Schall, Van der Waals-Zeeman Instituut, Universiteit van Amsterdam.
Bob Bronshoff | UvA

Maar groter betekent ook zwaarder, tenminste, hier op aarde. De clusters zakken naar de bodem en dan is het niet meer mogelijk ze perfect regelmatig verder te laten ‘groeien’ tot de gewenste kristallen. In het Europese laboratorium Columbus van het ISS, ver weg van de aantrekkingskracht van de aarde, lukt het hopelijk wél perfect regelmatige kristallen te vormen, zonder storing door de zwaartekracht. De onderzoekers willen die vorming tot in detail gaan bestuderen.

Fundamentele inzichten

NASA

Astronauten zullen de ISS-experimenten inzetten, maar de onderzoekers hebben zelf ook directe controle. Imaging-apparatuur aan boord van het ruimtestation legt het groeiproces vast. Die beelden komen via een internetverbinding 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.

De Amsterdammers hopen dat het lukt in het ISS volmaakte kristallen te kunnen maken, ook al zullen ze die nooit echt in handen krijgen. Het is namelijk niet de bedoeling dat er iets terug naar beneden komt. Maar daar is het in dit experiment ook niet om te doen, vertelt Peter Schall. De fundamentele inzichten die het experiment oplevert, die staan voorop. De informatie die de studie van de nanodeeltjes oplevert kan volgens hem zelfs nieuwe inzichten in atomaire materie opleveren. ‘Het is verbazingwekkend hoeveel gelijkenissen nanodeeltjes hebben met atomen.’

Het project wordt mede gefinancierd door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Het UvA onderzoeksteam bestaat uit dr. Peter Schall, prof. dr. Gerard Wegdam en dr. Sandra Veen. Ze werken samen met dr. Marco Potenza en dr. Matteo Alaimo van de Università degli studi di Milano (Italië) en in samenwerking met dr. Stefano Mazzoni van de Europese Ruimtevaart Organisatie (ESA).

Lees ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 08 september 2010

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.