Het eerste lab is in Twente.
Daar maken we kennis met Sofie Kölling. Zij werkt aan haar promotieonderzoek aan de Universiteit Twente.
Op die kleine (nano)schaal kunnen we quantumdeeltjes bestuderen.
Maar daar heb je dus wel speciale meetinstrumenten voor nodig. Daarover gaat deze track.
Net als een bakker werkt met meel, graan en een oven...
... werkt Sofie met nanodeeltjes (elektronen) en speciale materialen.
Laten we het eens praktisch maken...
Onze telefoons en tablets kunnen steeds meer. Dat komt onder meer omdat de computerchips alsmaar sneller én kleiner worden.
Als dat niet het geval was, was jouw smartphone nu even groot als een flatgebouw!
Chips waren al klein...
Computerchips in de vorige eeuw hadden transistoren van een kleine centimeter groot.
Maar dankzij de machines van ASML praten we nu over computerchips die hun berekening uitvoeren op nanoschaal!
Micro-wolkenkrabbers
Moderne chips kunnen wel 100 laagjes bevatten. Dat zijn allemaal etages op het allerkleinste niveau die dus met nanometer-precisie op elkaar gepast en uitgelijnd moeten worden. De vakterm die daarbij hoort is lithografie.
Dan is het goed om twee begrippen uit elkaar te houden.
Klik op een woord om de betekenis te lezen.
Stroom en licht door materialen sturen.
Sofie legt uit waarom dat belangrijk is en waarom zelfs ASML vooraan staat in het lab om mee te kijken naar de nieuwste ontwikkelingen op dit vlak.
Op bezoek in de cleanroom.
Een cleanroom is een ruimte waar het aantal (stof)deeltjes veel lager is dan in gewone gebouwen. Hier kunnen Sofie en haar collega's werken aan hun nano-devices.
Op naar het volgende lab.
Van Twente gaan we nu naar Leiden. In het splinternieuwe gebouw van de Faculty of Science ontmoeten we Bas Hensen.
Bas hebben we gefilmd op zijn werkplek.
Tussen de apparatuur en de andere onderzoekers zoekt hij antwoorden op grote vragen.
Ook in dit lab is meten van het grootste belang.
In Twente was Sofie bang voor kleine stofdeeltjes die de metingen zouden verstoren. Maar Bas is bang voor trillingen.
Bas geeft ons een korte rondleiding.
In zijn lab is de opstelling inderdaad op zwevend betond gemonteerd. Waarom is dat belangrijk?
Quantumtechnologie
Het gebruik van quantummaterialen om heel nauwkeurig te meten, noemen we quantum sensing. Dit is naast quantumcomputers en quantuminternet, een van de belangrijkste pijlers van quantumtechnologie.
Kleine bolletjes in het niets.
Bas legt uit hoe zijn onderzoek kan helpen om op termijn ook het fenomeen van quantum zwaartekracht beter te begrijpen.
Quantumsensoren zijn hard nodig.
Quantum sensing leidt tot betere MRI-scanners, nieuwe atoomklokken om de aarde en het klimaat in de gaten te houden, lokalisering zonder satellieten en nog veel meer toepassingen.
Samenvattend
- Sofie en Bas werken op de nanoschaal omdat de quantumeffecten daar nog meetbaar zijn;
- Stofdeeltjes zorgen ervoor dat werken op nanoschaal behoorlijk uitdagend is!
- Sensoren die zich op quantumeffecten baseren zijn veel nauwkeuriger;
- Dit geeft ons o.a. betere MRI-scanners, atoomklokken en nauwkeuriger GPS.