Net zoals in ons eigen zonnestelsel, gaat het leven van een ster en haar exoplaneten hand in hand. Het leven van sterren wordt gedirigeerd door de fysica in het sterinwendige. We bespreken hoe sterbevingen gedetecteerd met ruimtemissies eindelijk toelaten deze interne fysica op te meten en hoe asteroseismologie toelaat de grootte, massa en leeftijd van sterren met ongeziene nauwkeurigheid te bepalen.
Wij koppelen vervolgens deze vernieuwde kennis van sterren aan de zoektocht naar exoplaneten. Het samenspel van ruimtemetingen en gegevens verzameld vanop Aardse observatoria staat hierin centraal en laat toe de bewoonbare zone van exoplanetenstelsels af te leiden en de dichtheid van de exoplaneten te bepalen. We eindigen met een blik op de toekomst in dit spannende verhaal en gaan samen met leerlingen op zoek naar buitenaards leven.
Moderne mobiele communicatienetwerken zoals 5G worden gekenmerkt door geavanceerde mechanismen die op een tijdschaal van milliseconden keuzes maken om zo effectief en efficiënt mogelijk de datastromen van gebruikers te bedienen. In de lezing zal ik twee van dergelijke mechanismen beschouwen die cruciaal zijn in 5G netwerken.
In de lezing leg ik uit hoe deze beamforming-technologie op verschillende manieren kan worden geëxploiteerd om de dekking, datasnelheden en netwerkcapaciteit te optimaliseren.
Artikel - Assessment of Distributed Multi-User MIMO Transmission in 5G Networks (Association of Computing Machinery, 2020)
Om die vraag te beantwoorden presenteer ik in de lezing drie practicumopdrachten die we de afgelopen periode hebben ontwikkeld voor studenten aan de lerarenopleiding natuur- en scheikunde aan de Hogeschool van Amsterdam, inclusief een systematische reflectie op die opdrachten. Daarbij staat de vraag centraal of het gelukt is studenten te laten heen-en-weer-denken tussen de hands-on-aspecten van het practicum en de bijbehorende minds-on-aspecten. Ik laat geen degelijke onderzoeksresultaten zien, maar wel bruikbare ervaringen. Die ervaringen laten – kort samengevat – zien dat je studenten inderdaad aan het nadenken kunt krijgen, mits je goed nadenkt over de scaffolds die je hen geeft. Daarmee worden practica ook bruikbaar als ‘normale’ huiswerkopdracht buiten een lockdown-situatie. De practica die ik presenteer hebben allemaal een niveau geschikt voor bovenbouw havo/vwo.
Het conferentiethema van dit jaar is natuurkunde op afstand. Er staan dus lezingen gepland over meten aan aardbevingen ergens in de ruimte, Marsmissies en dergelijke. Daarin wordt niet alleen duidelijk hoe goed we zijn in het ontvangen en interpreteren van signalen die van heel ver moeten komen. Ook wordt gekeken naar de besturing van die systemen op grote afstand. Afgelopen voorjaar (en wellicht deze winter ook weer) hadden we te maken met leerlingen waaraan we op afstand les moesten geven. Ook daar was de uitdaging om toch signalen te ontvangen hoe het onderwijs overkwam en de leerlingen op afstand aan te sturen. Maar hoeveel data komen er binnen als de camera’s en de microfoons gemute zijn? Hoe weet je of leerlingen over kunnen gaan naar de volgende klas als de toetsen niet zijn doorgegaan? Kun je vertrouwen op de zelfsturing van leerlingen? Daarnaast zijn we offline gewend aan traditionele patronen waarmee feedback naar en van de leerlingen wordt verzorgd. Feedback die essentieel is voor het tot stand brengen van de gewenste leerprocessen. Door online te gaan, werden veel van de traditionele feedbacklussen ineens onderbroken en moest naar nieuwe vormen van feedback worden gezocht.
In de lezing wordt als basis voor meten en sturen de regelkring (opnieuw) uitgelegd. Vervolgens wordt vanuit die eenvoudige theorie samen met de deelnemers gezocht naar suggesties voor een lesvoorbereiding in de online situatie. Welke vormen van feedback wil/kun je geregeld krijgen tijdens die online lessen, en hoe wil/kun je meten of bij de leerlingen de gewenste kennis en oefening ook wordt gerealiseerd?
We spelen in de wereldtop met onze voetbal- en zorgrobots, en we zijn als Nederland nummer 1 wereldwijd in high tech machines, en een living lab voor slimme, autonome en elektrische auto’s. We hebben de meest nauwkeurige chirurgische robots ter wereld, en kunnen operaties doen op afstand die niemand anders nog kan. Data wordt dominant en bepalend. Hoe snel gaat dit nu, waarom gaat dit zo snel, en wat zijn de implicaties?
In de lezing gaan we eerst dieper in op de onderzoeks- en onderwijsvisie die we ontwikkelden voor onze 1.2 m Mercator telescoop op La Palma. We vertrekken van de unieke mogelijkheden die een performante kleine telescoop kan bieden om specifieke wetenschappelijke vragen rond de stellaire astrofysica te helpen beantwoorden. Daarvoor ontwierpen we specifieke meetinstrumenten en ontwikkelden een waarneemstrategie die ons nu toelaat om de juiste tijdreeksen van gegevens te verzamelen. We gaan in op enkele eigenschappen van die meetinstrumenten en stellen de werking van onze telescoop voor. Daarna illustreren we ons onderzoek en tonen enkele wetenschappelijke resultaten. We gaan ook dieper in op de onderwijsactiviteiten waarvoor we onze telescoop gebruiken. De covid-19 pandemie induceerde voor vele observatoria wereldwijd een tijdelijke sluiting. Met Mercator vonden we een oplossing door onze telescoop uit te bouwen tot een instrument dat vanop afstand kan bediend worden. Dankzij moderne technologie en het integreren van specifieke veiligheidssystemen die gekoppeld zijn aan ons weerstation konden we blijven waarnemen, al is het nu vanuit de universiteitsgebouwen van de KU Leuven, zo’n 3700 km van de telescoop vandaan. Onze telescoop werd zo een ‘astrofysica laboratorium op afstand’.