Acht toekenningen met Utrechtse bètawetenschappers binnen NWO Open Competitie ENW-XL

Getaltheorie bestudeert oplossingen in gehelen van polynoomvergelijkingen met gehele coëfficiënten. Meetkundig beschouwd corresponderen deze oplossingen met “rationale punten” op de meetkundige objecten uitgesneden door deze vergelijkingen. De negen projecten in dit voorstel ontsluiten op drie manieren nieuwe werelden voor de studie van rationale punten: door onze kennis over krommen uit te breiden naar hogerdimensionale objecten, door de wereld van rationale getallen te vergelijken met die van modulaire rekenkunde, en door te interpoleren tussen gehele en rationale oplossingen. Door methoden van getaltheorie en meetkunde te gebruiken zullen zowel kwalitatieve als kwantitatieve resultaten worden behaald, met zowel theoretische implicaties als concrete toepassingen.

In 2023 lanceert de Europese Ruimtevaartorganisatie ESA de Euclid satelliet, voor een 6-jarige missie met als doel de evolutie van het Heelal over de laatste 8 miljard jaar in kaart te brengen. De kaart zal ongeveer 2 miljard sterrenstelsels bevatten. Het ‘DUSC’ samenwerkingsverband zal deze gegevens gebruiken om met technieken zoals gravitatielenzen, statistische modellen voor de samenklontering van sterrenstelsels, en supercomputersimulaties, te bestuderen hoe de mysterieuze ingrediënten van het Heelal – de zgn. donkere materie en donkere energie – zich gedragen en hoe zij de evolutie van sterrenstelsels en het Heelal beïnvloeden.

Een functionele immuunafweer tegen kanker is onder meer afhankelijk van specifieke contacten tussen T-cellen en tumorcellen. Samen vormen deze twee celtypen een dynamisch raamwerk dat de immuunreactie vormgeeft. Verstoringen in T-cel:tumorcel-interacties dragen bij aan het ontsnappen van tumorcellen aan het immuunsysteem, met kanker als gevolg. Anderzijds is er een aantal medicijnen dat juist ingrijpt op die interacties, met veelbelovende resultaten voor kankerpatiënten. Vanwege deze hoopvolle ontwikkeling zullen we in dit project geavanceerde technieken inzetten om een beter begrip te krijgen van dergelijke interacties tussen T-cellen en tumorcellen, met als doel nieuwe aangrijpingspunten voor immunotherapie te ontdekken.

Recent ontdekte, atomair dunne magnetische kristallen veroorzaken momenteel wereldwijde opwinding in de natuurkunde. Hun magnetisme is namelijk goed controleerbaar, wat mogelijkheden biedt voor informatietechnologie op de allerkleinste schaal. Dit project richt zich op het opwekken, controleren, en detecteren van een gasachtige toestand van magnetische golfjes in deze materialen, om zo de eerste tweedimensionale magneetgolftransistor te bouwen.

Heel veel (oudere) vrouwen hebben last van urineweginfecties. Urineweginfecties zijn lang bestudeerd vanuit het perspectief van bepaalde ziekteverwekkers. Recent onderzoek heeft ontdekt dat deze ziekteverwekkers niet de enige microben zijn in de urinewegen, dat er ook andere ziekteverwekkers bij infecties betrokken kunnen zijn én dat in de urinewegen van gezonden vrouwen óók microben wonen. Wij onderzoeken hoe de eco-evolutionaire interacties tussen deze microben leiden tot het ontstaan van urineweginfecties. Kennis van deze interacties kan in de toekomst leiden tot nieuwe behandelingen.

De sterke kernkracht verklaart hoe quarks zich verbinden tot protonen en neutronen, die op hun beurt  atoomkernen vormen. Hoewel de basisprincipes goed begrepen zijn, is het vaak moeilijk om er berekeningen mee te doen, vooral in situaties waar grote hoeveelheden quarks bij betrokken zijn, zoals bijvoorbeeld in neutronensterren. In dit project slaan theoretische en experimentele deeltjesfysici, kernfysici, astrofysici, en astronomen de handen in één om de gevolgen van de sterke kernkracht vanuit verschillende perspectieven te bekijken – met theoretische modellen, deeltjesversnellers, zwaartekrachtsgolf-detectors en telescopen – en deze interactie te begrijpen over een breed gebied van temperaturen en dichtheden.

Het FASTER consortium gaat nieuwe detector technologieën en computer algoritmes ontwikkelen die gebruik maken van zeer precieze tijdsinformatie op picoseconde niveau. De antwoorden op verschillende fundamentele vraagstukken over het ontstaan van ons Universum liggen mogelijk in de studie van exotische en zeldzame processen die bestudeerd kunnen worden met deeltjesexperimenten. Het succes van dit onderzoek ligt bij de deeltjesdetectoren die de sporen van de brokstukken die ontstaan bij de botsingen vastleggen. In de komende jaren zal de intensiteit van de botsingen bij de LHC-versneller op CERN een factor 10 omhooggaan. Dit vraagt om een geheel nieuwe aanpak van instrumentatie en algoritmes.