Hans Van Haevermaet docent - gastprofessor externe fondsen

Onderzoek Hans Van Haevermaet

Onderzoeksgroep

Expertise

Experimenteel deeltjesfysicus met 10 jaar ervaring in data-analyse van deeltjesbotsingen gemeten met het CMS-experiment bij de CERN LHC versneller. Mijn hoofddoel was om de structuur en dynamica van het proton op een precieze manier te begrijpen door nieuwe metingen uit te voeren. In het bijzonder voerde ik onderzoek uit naar de Quantum Chromodynamica (QCD) in de voorwaartse faseruimte bij hoge energieën. Momenteel doe ik onderzoek in gravitational wave instrumentation en werk ik oa. mee aan de ontwikkeling van ETPathfinder, een prototype interferometer voor de toekomstige Einstein Telescope.

ET-TECH: Naar de technologische horizon van morgen voor de Einstein Telescope 01/01/2025 - 31/12/2025

Abstract

In 2015 werd voor de eerste keer het bestaan van zwaartekrachtgolven aangetoond met behulp van een telescoop gebaseerd op interferometrie. Daarmee werd een nieuwe dimensie toegevoegd aan astronomische metingen. Ondanks verbeteringen in de jaren nadien, bereikt deze telescoop nu zijn limieten. De Einstein Telescoop wordt de pionier van de derde generatie interferometrie, waarbij een veelvoud aan zwaartekrachtgolven kan worden gedetecteerd en gemeten. De telescoop zal een tijdperk inleiden waarbij internationale observatoria zullen samenwerken om samen aan multi-boodschapper astronomie te doen. Een door de EU gefinancierde conceptuele ontwerpstudie [1] heeft de Euregio Maas-Rijn geïdentificeerd als een gebied dat de Einstein Telescoop zou kunnen herbergen. Met deze aanvraag willen we enerzijds grensverleggend onderzoek doen om de mogelijkheden van derde generatie zwaartekrachtgolfdetectoren maximaal te benutten, en de kennis ter beschikking te stellen van de Vlaamse bedrijven en het publiek. Anderzijds willen we met dit onderzoek bevestigen wat de locatie en mogelijke configuratie van de Einstein Telescoop kan zijn, zodat de investering in de Einstein Telescoop gerechtvaardigd is. De nadruk ligt op het benutten van bestaande expertise in Vlaanderen om een aantal essentiële technologieën voor de Einstein Telescoop te ontwikkelen. De expertise ligt bij de kennisinstellingen en industriële partnerschappen, een expertise die in de eerste fase van deze IRI werd bevestigd door het internationale consortium dat een prototype van de Einstein Telescoop ontwikkelt. De verwachting is dat de Vlaamse kennisinstellingen oplossingen uitwerken voor het polijsten van de spiegels, nieuwe veelbelovende materialen voor spiegelcoatings, optische filters en versterkers voor nieuwe laserfrequenties, op maat gemaakte sensoren voor extreem precieze metingen en sturingen onder ultrahoog vacuüm, enz. Daarnaast zijn Vlaamse kennisinstellingen ook betrokken in het onderzoek naar de bouw van vacuümsystemen, het karakteriseren en modelleren van seismische ruis, laagfrequente seismische compensatie, nieuwe generatie krachtige computersystemen, en de nieuwe algoritmes om een veelvoud aan zwaartekrachtgolven in real-time met deze nieuwe computersystemen te kunnen meten, enz. Tenslotte wordt gestreefd om de resultaten en nieuwe kennis in een vroeg stadium naar het bredere publiek en de bedrijven te brengen. Een vroege valorisatie staat toe om het maximum uit deze investering te halen. De kennisverspreiding heeft ook tot doel om de interesse in wetenschap en STEAM in het algemeen aan te wakkeren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Voorbereidende fase voor het Einstein Telescope Gravitational Wave Observatory (ET-PP). 01/09/2022 - 31/08/2026

Abstract

De Einstein Telescope (ET) wordt het Europese zwaartekrachtsgolfobservatorium van de derde generatie (3G), ontworpen om het heelal te observeren door het hele spectrum te bestrijken dat vanaf de aarde waarneembaar is met interferometrische GW-detectoren. ET zal Europa in de voorhoede van het GW-onderzoek plaatsen als het eerste en meest geavanceerde 3G GW-observatorium. Europa zal het voortouw nemen in de nieuwe multi-messenger-astronomie door de door ET geleverde informatie te combineren met waarnemingen met optische, IR-, UV-, gamma-, kosmische straling en neutrinotelescopen. ET zal van invloed zijn op onze fundamentele natuurkundige kennis en op ons begrip van de fundamentele interacties die de evolutie van zwarte gaten en neutronensterren bepalen. De voorbereidingsfase voor ET (ET-PP) zal zich richten op een aantal fundamentele voorwaarden voor de goedkeuring, constructie en werking van ET: de uitbreiding van het ET-consortium, het wettelijke kader, de bestuursregelingen en de financiële regelgeving waaronder ET zal worden gebouwd en geopereerd; het gedetailleerde technische ontwerp en de kostenberekening van het ET-observatorium; de voorbereiding van de ET-siteselectie; detaillering en kostenraming van de vereiste locatie-infrastructuur en de sociaal-economische en ecologische gevolgen ervan; de regelingen voor technologieoverdracht, aanbesteding en betrokkenheid van de industrie bij het technisch ontwerp en de constructie van ET; de vereiste koppeling met relevante wetenschappelijke gemeenschappen met betrekking tot de gedetailleerde definitie van het wetenschapsprogramma en het gebruikersdiensten- en datatoegangsmodel. Voor ET-PP wordt steun gezocht voor werkzaamheden op juridisch, bestuurlijk en financieel gebied, voor de oprichting van een projectbureau dat het beheer van ET-PP coördineert en ondersteunt, evenals voor het ontwerp van ET en de planning van de implementatie, voor de locatie -gerelateerd werk, voor studies over de optimalisatie en productie van ET-componenten door de industrie, voor het verbinden met wetenschappelijke gemeenschappen en voor het vergroten van het sociale bewustzijn. Daarom zal ET-PP een gedetailleerd implementatieplan voor de ET-infrastructuur opleveren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Essentiële Technologieën voor de Einstein Telescoop. 01/01/2023 - 31/12/2024

Abstract

De eerste waarnemingen van zwaartekrachtgolven sinds 2015 en het begin van het tijdperk van de multi-boodschapper astronomie hebben het wetenschappelijk potentieel van observatoria voor zwaartekrachtgolven aangetoond en bieden een solide basis voor de toekomst van de (astro-)fysica van zwaartekrachtgolven. De Einstein Telescoop wordt de pionier van een nieuwe generatie van zwaartekrachtgolf detectoren. Een door de EU gefinancierde conceptuele ontwerpstudie heeft het Belgisch-Nederlands-Duitse grensgebied geïdentificeerd als een veelbelovende regio om de Einstein Telescoop to herbergen. Met deze aanvraag beogen wij grensverleggend onderzoek op het gebied van zwaartekrachtgolven te verrichten ter ondersteuning van de realisatie van de Einstein Telescoop. De nadruk van dit voorstel ligt op het benutten van bestaande expertise in combinatie met industriële partnerschappen om een aantal essentiële technologieën voor de Einstein Telescoop te ontwikkelen, waaronder nieuwe veelbelovende materialen voor spiegelcoatings, op maat gemaakte sensoren voor de lagetemperatuursystemen, het vacuum systeem, karakteriserings systemen voor bodemtrillingen, en krachtige computersystemen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Onderzoek en ontwikkeling van nieuwe positiesensoren en actuatoren voor seismische dempingsystemen van het ETpathfinder experiment. 01/10/2021 - 30/09/2025

Abstract

De mogelijkheid om zwaartekrachtgolven (ZG) direct waar te nemen opent een heel nieuw venster om ons universum en zijn fundamentele natuurwetten te bestuderen. Dergelijke ZG zijn echter extreem zwak en om ze te detecteren hebben we zeer gevoelige interferometers nodig die verplaatsingen kunnen meten die 10000 keer kleiner zijn dan de grootte van een proton. Met de huidige generatie detectoren kunnen we meerdere ZG per jaar waarnemen, afkomstig van de coalescentie van compacte dubbelstersystemen. Maar om het potentieel van zwaartekrachtgolven volledig te benutten, is het cruciaal om de gevoeligheid van ZG observatoria met verschillende ordes van grootte te vergroten, vooral bij lage frequenties. Dit vereist het gebruik van nieuwe technologieën zoals andere spiegelmaterialen, lasergolflengten en cryogene temperaturen om ruis te minimaliseren. Deze concepten kunnen worden bestudeerd met ETpathfinder, een R&D-infrastructuur voor het testen en prototypen van nieuwe technologieën voor de Einstein Telescope: een toekomstig Europees ZG observatorium. Het doel van dit project is om bij te dragen aan de constructie en ontwikkeling van ETpathfinder, dat in Maastricht zal worden gebouwd. In het bijzonder zal de nadruk liggen op de ontwikkeling van detectorregelsystemen die cruciaal zijn om ETPathfinder met een minimaal ruisniveau aan te sturen. Om meer precies te zijn zullen we linear variable differential transformer (LVDT) positiesensoren construeren en verder ontwikkelen in combinatie met voice coil (VC) actuatoren. Deze zijn uiterst nauwkeurig en cruciaal om seismische dempingsystemen voor ZG detectoren te construeren. Het eerste doel is om bij te dragen aan de constructie van LVDT/VC systemen voor ETpathfinder Phase 1 met behulp van bestaande ontwerpen. Daarna zullen we ons concentreren op de ontwikkeling van nieuwe LVDT/VC ontwerpen voor toekomstige detectorimplementaties. Ten slotte zullen we deelnemen aan de installatie en werking van ETpathfinder Phase 1, en bijdragen aan eerste metingen van de detectorprestaties. Het onderzoek dat in dit project wordt uitgevoerd zal leiden tot significante bijdragen aan het ETpathfinder experiment, en zal onze kennis in LVDT/VC systemen consolideren. Het kan bovendien leiden tot verbeterde LVDT/VC ontwerpen die geschikt zijn voor toekomstige ZG observatoria.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Constructie en ontwikkeling van LVDT spoelen voor het ETPathfinder project. 01/04/2021 - 31/03/2022

Abstract

We streven ernaar om nieuwe expertise op het gebied van gravitatie golven instrumentatie bij UAntwerpen op gang te brengen door bij te dragen aan de constructie en ontwikkeling van ETPathfinder, een prototype voor de Einstein Telescope: een toekomstig derde generatie gravitatiegolf observatorium. In het bijzonder zal de focus liggen op de ontwikkeling van detector regelsystemen die cruciaal zijn om ETPathfinder met een minimaal ruisniveau te bewaken en te sturen. We zullen een testsysteem opzetten om positiesensoren met lineaire variabele differentiële transformatoren (LVDT) op te bouwen en verder te ontwikkelen. Deze zijn uiterst nauwkeurig en noodzakelijk om seismische verzwakkingssystemen voor gravitatiegolf detectoren te construeren. Het uitgevoerde onderzoek en de resultaten ervan zullen ons in staat stellen een sleutelrol te spelen in de toekomstige instrumentatie van zwaartekracht golven.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Verkenning van het donkere heelal met gravitatiegolven: van kwantum optica totkwantum gravitatie. 01/01/2021 - 31/12/2024

Abstract

De spectaculaire eerste waarnemingen van gravitatiegolven (GG) geven toegang tot hiertoe onbekende en extreme regio's van het heelal. Om het uitzonderlijke ontdekkingspotentieel met GGs via laser interferometrie te realiseren, is het cruciaal om nieuwe samenwerkingsverbanden uit te bouwen op het grensvlak van exacte en ingenieurswetenschappen. In dit projectvoorstel bundelen wij onze expertise en middelen rond zes uitdagingen in dit domein. Onze doelstellingen gaan van de realisatie van precisie tests van Einsteins relativiteitstheorie nabij zwarte gaten en in het jonge heelal tot grote doorbraken op het gebied van optische componenten en technieken binnen het GG instrumentarium. Zo smeden we een hechte sterke Vlaamse onderzoeksgemeenschap in dit nieuwe veld, stevig ingebed in het internationale samenwerkingsverband rond GG infrastructuur, opdat Vlaanderen de komende jaren een sleutelpositie kan verwerven in het ontrafelen van de donkere kant van het heelal.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Kleurverstrengeling in QCD en TeV Jets in hadron botsingen. 01/01/2018 - 31/12/2021

Abstract

Dit onderzoeksvoorstel beoogt de studie van hoog-energetische deeltjes-jets die bijna rug-aan-rug geproduceerd worden in proton botsingen in Run II van de LHC. Onze aanpak erkent dat theoretische voorspellingen in dit nieuwe kinematische gebied gevoelig zijn aan hogere-orde kleur-correlatie effecten, niettegenstaande de hoge transversale impuls van de jets. We zullen geavanceerde QCD factorizatie en hersommatie technieken gebruiken om deze kleurverstrengeling theoretische te beschrijven en om relevante observabelen te onderzoeken die kunnen gemeten door het CMS experiment. Met fenomenologische en experimentele studies kijken we naar de balans in transversale impuls van de jets, de azimutale afstand tussen jets, en de azimutale correlatie tussen de leidende jet en de jet impulsbalans. Het resultaat van deze studies is een set van methodes met grote inpak op de beschrijving van correlaties in eindtoestanden met meerder jets, wat noodzakelijk is voor precisie-studies van het Standaardmodel en voor de zoektocht naar fysica voorbij het Standaardmodel, zowel bij de LHC als bij toekomstige experimenten bij hogere luminositeit.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

De studie van QCD middels jet correlaties bij de LHC versneller. 01/10/2016 - 30/09/2019

Abstract

Het doel van dit project is om een doorgedreven studie van QCD uit te voeren a.h.v. precieze en vernieuwende metingen met het CMS experiment aan de LHC gebruik makend van de Run-II data met een massamiddelpuntsenergie van 13 TeV. Hierbij licht de focus op experimentele metingen van processen die de gangbare collineaire benadering uitdagen, aangevuld met fenomenologische modellen. In het bijzonder zal de studie van correlaties tussen deeltjes-"jets" een uitstekende gevoeligheid opleveren voor de beoogde fysische effecten. Het resultaat van deze metingen is van nut voor theoretici en fenomenologen die Monte Carlo modellen ontwikkelen. Het doel is om een actieve bijdrage te leveren aan de ontwikkeling van het onderzoeksgebied, door nieuwe observabelen en analyse technieken voor te stellen die zullen leiden tot gereduceerde systematische onzekerheden en een betere gevoeligheid voor dynamische effecten in QCD.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

De zoektocht naar nieuwe QCD dynamica bij de LHC. 01/10/2013 - 30/09/2016

Abstract

De belangrijkste doelstelling van het project is een grondige studie van de kwantum-chromodynamica (QCD), door het uitvoeren van nauwkeurige en nieuwe metingen met het CMS experiment bij de LHC versneller in CERN. Met dit project willen we ons richten op de experimentele metingen van processen die het wijd verspreide beeld van enkelvoudige collineaire parton interacties kunnen uitdagen. De uitkomst van deze metingen is een directe input voor de theorie en geeft feedback aan fenomenologische groepen die verschillende MC model implementaties ontwikkelen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject