3D printen van miniatuur-deeltjesdetectoren verduidelijkt Pierre Auger-project in Argentinië

In het westen van Argentinië ligt het Pierre Auger Observatorium. Dit is een internationaal project om deeltjes met extreem hoge energie afkomstig uit het heelal te vangen en te meten. Om het onderzoek begrijpelijk te maken voor niet-natuurkundigen en scholieren, is gebruik gemaakt van 3D printen. 

3D printen en Pierre Auger deeltjesdetector.jpg

Sinds 2005 zijn Nederlandse fysici en astrofysici betrokken bij het onderzoek van het Pierre Auger Observatorium. Eén van hen is Charles Timmermans, onderzoeker bij Nikhef en de Radboud Universiteit. Charles is daarnaast ook één van de outreach coördinatoren van dit project. Hij probeert om het onderzoek begrijpelijk te maken voor niet-natuurkundigen. “3D geprinte miniatuurmodellen van de deeltjesdetectoren spelen hierbij een belangrijke rol”, vertelt Charles.
 

Speurtocht naar bron kosmische straling

Het bestaan van kosmische deeltjes met een extreem hoge energie is bekend sinds het midden van de vorige eeuw. Deze deeltjes, die we kosmische straling noemen, komen continu op aarde neer. Gemiddeld wel één per eeuw per vierkante kilometer. De speurtocht naar de bron van deze hoogenergetische deeltjes is de heilige graal in het nieuwe vakgebied van de astrodeeltjesfysica, het grensvlak tussen sterrenkunde en natuurkunde.
 

Auger-meetstation Argentinië: 1.600 watertanks op 3.000 km2 

De meetopstelling van het Pierre Auger Observatorium is met 3.000 km2 (vergelijkbaar met de provincie Zuid-Holland) de grootste detector tot nu toe. Eén van de methoden die gebruikt wordt om de kosmische deeltjes waar te nemen, is met behulp van 1.600 grote watertanks (10 ton water) die in een regelmatig patroon op de pampa staan. Deze watertanks meten niet de kosmische straling zelf, maar de afdruk op de grond van de lawine van deeltjes die ontstaat bij de botsing van de kosmische deeltjes op de atmosfeer.

3D printen Oceanz miniatuurmodellen
 

3D printen van miniatuurmodellen

“Om goed uit te kunnen leggen hoe dit werkt, heeft Oceanz miniatuur versies van de watertanks geprint waarmee de meetopstelling en de detectiemethode inzichtelijk worden gemaakt voor middelbare scholieren. Met een kleine aanpassing hebben we de mini-detectoren geschikt gemaakt om als damspel te dienen. Op deze manier komt de discussie over de vorm van de stenen, en dus het onderzoek naar kosmische stralen, op een natuurlijke manier tot stand. Eén Auger damspel staat inmiddels in het Visitor Center in Malargüe in Argentinië.


Nederlandse inbreng Pierre Auger Observatorium
Nederlandse fysici en astrofysici zijn sinds 2005 betrokken bij het onderzoek van het Pierre Auger Observatorium. Speerpunt in het Nederlandse onderzoek is het ontwikkelen van detectietechnieken, waarbij radio-ontvangers gebruikt worden om kosmische stralen waar te nemen. Met deze detectietechnieken verwachten de onderzoekers nog nauwkeuriger dan nu de samenstelling van de kosmische stralen te kunnen bepalen. 

Pierre Auger Observatory

Pierre Auger Observatory 3D printing.jpg