ERC Advanced Grants worden jaarlijks uitgereikt aan buitengewoon, innovatief en baanbrekend onderzoek. De ontvangers kunnen deze subsidie gebruiken om hun onderzoek voor de komende vijf jaar voort te zetten. In totaal ontvangen 1829 Europese projecten deze ronde een toewijzing, waarvan twee van de Radboud Universiteit.
PowerOfSize
Het project PowerOfSize wordt geleid door Jan Hendriks, hoogleraar Environmental Science bij het Radboud Institute for Biological and Environmental Sciences, ontvangt 2,5 miljoen euro. Dit project kijkt naar de vervuiling door chemische stoffen, één van de snelst groeiende milieuproblemen in de wereld. Om de risico's van duizenden stoffen voor duizenden planten- en diersoorten, inclusief de mens, te bepalen zijn diverse instrumenten beschikbaar. Vanwege financiële en ethische beperkingen ontbreken helaas vaak de gegevens die nodig zijn om deze modellen te ijken.
Uit eerder onderzoek is bekend dat de waardes van parameters in die modellen afhankelijk kunnen zijn van de grootte van moleculen, gebieden en organismen. Echter, dat verband is vaak niet recht evenredig: als een stad, een meer of dier twee groter is, stroomt er niet noodzakelijkerwijs ook twee keer zoveel energie, water of materiaal in of uit.
In dit project worden daarom relaties afgeleid voor parameters die bepalend zijn voor de verspreiding, accumulatie en effecten van stoffen. Vervolgens kunnen algemene principes worden ontwikkeld die geldig zijn in verschillende vakgebieden, bijvoorbeeld voor emissie en uitscheiding van stoffen door motoren en dieren, stroomsnelheden in rivieren en in bloedvaten en concentraties van natuurlijke en synthetische deeltjes. Het onderzoek is dus zowel fundamenteel als toegepast van aard: de "Power of Size" draagt bij aan een beter begrip van de rol die grootte speelt in het functioneren van systemen én aan een betere beoordeling van risico's van stoffen.
QUCUMBER
Bas van de Meerakker, hoogleraar Spectroscopy of Cold Molecules in het Institute for Molecules and Materials (IMM) van de Radboud Universiteit, ontvangt een ERC Advanced Grant van € 3,3 miljoen voor het QUCUMBER-project. Het onderzoek van Meerakker betreft het bestuderen van botsende deeltjes bij een zo laag mogelijk energieniveau. Bij lage energieniveaus leidt de golfkarakteristiek van materie tot exotische verstrooiingsverschijnselen die de fundamentele mechanismen van botsende deeltjes onthullen. Methoden die gebruik maken van gekruiste bundels zijn ideaal om botsingen zo gedetailleerd mogelijk te onderzoeken, maar het laagste energieniveau dat momenteel haalbaar is, is niet voldoende om deze mogelijkheden ten volle te benutten.
Voortbouwend op Meerakkers recente doorbraak in de 'state-to-state'-verstrooiing via samengevoegde bundels bij recordlage energieniveaus, is het doel van dit project om de momenteel haalbare botsingsenergie met nog eens twee tot drie orden van grootte te verlagen door een combinatie van Stark-vertraging, samengevoegde bundels, laserkoeling en snelheidskaartweergaves ('velocity map imaging'). Met behulp van twee verschillende systemen die karakteristiek zijn voor een grote categorie moleculaire interacties, meet het QUCUMBER-project tot nu toe onontdekte kwantumkenmerken in de 'state-to-state'-integraal- en differentiaaldoorsneden.
Voor atoom-moleculaire systemen meten de onderzoekers verstrooiingsresonanties en brengen ze in beeld hoe het resonantiegebied dat gedomineerd wordt door een paar partiële golven overgaat in het pure kwantumregime waar slechts één enkele partiële golf overblijft. Voor botsingen tussen dipolaire moleculen doen ze experimenteel onderzoek naar een eigenaardig zelf-polariserend effect, gericht op de fundamentele kenmerken van de 'long range' dipool-dipool-interactie die kan worden gestuurd van aantrekkend naar afstotend. Voor beide systemen worden de dwarsdoorsneden gemanipuleerd met behulp van externe elektrische velden, en wordt bestudeerd hoe de partiële golven tijdens de botsing transformeren.
Het voorgestelde onderzoeksprogramma visualiseert direct hoe moleculaire botsingen veranderen van "heet" naar "extreem koud" op het volledige kwantummechanische niveau, wat uitstekende tests oplevert voor kwantumtheorieën van moleculaire interacties. Daarmee wordt de kloof overbrugd tussen de aanhangers van extreem koude kwantumfysica en fysische chemie, en wordt de basis gelegd voor een nieuw tijdperk in de rijke geschiedenis van het duiden van moleculaire reactiedynamica met behulp van gekruiste moleculaire bundels.