Wereldwijd uniek, in Nijmegen te vinden: lasers en magneten in één faciliteit

3 juli 2019

Het ‘laserlab’ FELIX Laboratory en ‘magnetenlab’ High Field Magnet Laboratory (HFML) , gezamenlijk bestuurd door de Radboud Universiteit en NWO, waren al geruime tijd elkaars buren, maar nu zijn de twee onderzoeksfaciliteiten fysiek aan elkaar gekoppeld.

De unieke combinatie van instrumenten die nog nergens anders ter wereld te vinden is maakt baanbrekend onderzoek mogelijk. Minister van OCW Ingrid van Engelshoven opent de gecombineerde gebruikersfaciliteit HFML-FELIX op maandag 8 juli.

De zeer sterke magneten en vrije-elektronenlasers van deze grootschalige infrastructuur op de campus van de Radboud Universiteit in Nijmegen trekken wetenschappers uit heel de wereld die onderzoek doen naar de eigenschappen en functies van materie. Nergens anders kunnen onderzoekers op één locatie gebruik maken van zowel een statisch hoog magneetveld als intens (ver) infrarood licht.

Ontdekkingen

In de twee afzonderlijke laboratoria worden al baanbrekende ontdekkingen gedaan. Met behulp van de krachtige magneetvelden in het HFML ontdekten Konstantin Novoselov en Andre Geim het eerste 2D-materiaal grafeen. Een Nobelprijs winnende fundamentele vinding die de weg naar nieuwe types elektronica heeft vrijgemaakt. Het sterke laserlicht van FELIX speelt onder andere een belangrijke rol bij het in kaart brengen van chemische processen en molecuulstructuren. Een bijvoorbeeld is het onderzoek naar nieuwe biomarkers die medici helpen bij het opsporen van verschillende ziekten.

Technologisch pionieren

Door een vacuümbuis van 86 meter en gestuurd met 41 vergulde spiegels loopt laserlicht vanuit de laserkelder naar de magneten . “Het was een enorme uitdaging om dit voor elkaar te krijgen”, zegt Peter Christianen, directeur van het HFML. “Het is een nieuwe technologische combinatie, dus we moesten alles zelf bedenken, (laten) maken, uitproberen en dubbelchecken: meet ik nu wat ik wil meten, of is er ruis op de lijn? Zo had het helium, dat we gebruiken om onze experimenten te koelen, in het magneetveld onbedoeld precies een wisselwerking met de fotonen van de laser.”

Links: Britta Redlich, directeur FELIX Laboratory. Rechts: Peter Christianen, directeur HFML. Beeld: Gideon LaureijsLinks: Britta Redlich, directeur FELIX Laboratory. Rechts: Peter Christianen, directeur HFML. Beeld: Gideon Laureijs

Nieuw wetenschappelijk gebied

“Met de combinatie van onze infrastructuur betreden we een heel nieuw wetenschappelijk gebied. Het is onmogelijk om te voorspellen welke doorbraken we precies gaan vinden. Vergelijk het met een nieuw gebouw met allemaal gesloten deuren. Met één magneetsterkte en één lichtfrequentie kun je één deur open doen om te kijken wat erachter zit. Wij hebben nu de unieke kans om zowel de magneetsterkte als de frequentie van het licht te veranderen. Daarmee kunnen we alle deuren tegelijk openmaken”, zegt Britta Redlich, directeur van het FELIX Laboratory.

Dát de combinatie HFML-FELIX interessante ontdekkingen gaat opleveren staat echter vast. Redlich: “Als je een materiaal in een vrije-elektronenlaser plaatst en het tegelijk blootstelt aan een hoog magneetveld kun je de eigenschappen van dat materiaal veranderen. Dat schept enorm veel mogelijkheden. We hopen bijvoorbeeld de oorsprong van supergeleiding bij hoge temperatuur te achterhalen, dat is al sinds de jaren tachtig een raadsel. Het doel is dan uiteindelijk supergeleiding bij kamertemperatuur mogelijk te maken, zodat elektrische schakelingen veel minder energie verbruiken.”

Lees verder


Bron: NWO