2020年4月,芝加哥大学的天体物理学家目睹了他们被描述为特殊事件 - 两个黑洞之间的碰撞,具有基本不同的群众。这对其对天体物理学和重力物理学的影响是它的影响。简而言之,它给了天文学家一个想法,黑洞旋转如何,以及预测的引力波的存在的实验证据Albert爱因斯坦的一般相对论理论但从未被观测到。

使黑洞的发现成为可能

他们是怎么做到的?这科学背后的基本实验需要复杂的机器,在最苛刻的真空条件下运作。实际上,“真空”技术是几乎所有高能量物理,粒子加速和表面科学的最前沿。真空可以被描述为“压力低于周围的大气压的空间”。真空科学是一个受刺激数千年的许多伟大思想的主题和概念。

真空科学的起源可以追溯到4世纪时,当亚里士多德表示“自然界厌恶真空'。通过使用称为“离子泵”的设备获得地球上可达的最高水平的真空水平,以“离子泵”:离子泵技术的所有主要创新都从本发明中发展出来溅射离子泵1957年由Varian真空(现在安静的真空)和Compar188bet博金宝官方网站at法兰(CFF),其中迎来了UHV的时代。如今,真空解决方案燃料学术和政府实验室和全球大物理项目。

真空技术

引力波

引力波是空间中看不见的涟漪。它们以光速(每秒18.6万英里)移动,在移动过程中挤压和拉伸路径上的一切。作为爱因斯坦相对论的一部分,他预言当两个物体,如行星或恒星,围绕彼此运行时会发生一个独特的事件。他认为这种运动有可能在空间中产生涟漪,就像池塘里的涟漪一样扩散。科学家称这些涟漪为空间引力波。

当物体以非常高速移动时,创建最强大的引力波。可能导致引力波的事件的示例包括当星际爆炸不对称(超新星)时,当两个大颗星轨道彼此时,或者当彼此两个黑洞轨道并合并时。

2015年,科学家首次探测到引力波。他们使用了一种非常灵敏的仪器,叫做激光干涉引力波天文台(利奥)。他们发现的是 - 尽管在2015年之前没有检测到它 - 碰撞发生了13亿年前。

Ligo - 真空连接

LIGO旨在通过直接探测引力波来打开引力波天体物理学的领域。它的多公里级引力波探测器可以做到这一点,该探测器使用激光干涉测量技术来测量来自灾难性宇宙源的引力波在时空中产生的微小涟漪。这些宇宙源可能包括中子星或黑洞对的合并。LIGO由美国境内两个相距很远的干涉仪组成,一个位于华盛顿的汉福德,另一个位于路易斯安那州的利文斯顿。在这些多公里探测器中创造超干净和稳定的高真空对整个系统的运行至关重要,也是关键的技术挑战之一。此外,这些探测器还有一些关键要求——正常运行时间、可靠性和无振动操作。

188bet博金宝官方网站安捷伦设计和建造定制的离子泵,以满足所有这些严格的标准,为该实验的成功提供理想的真空条件。

仔细看看

战略性地栖息在智利的CerroPachón山顶上,坐在大型舞台调查望远镜(LSST.)——天文学上最大的数码相机。它有一个8米宽的地面望远镜,一个32亿像素的相机和一个自动数据处理系统。项目口径的目的很简单:在一个巨大的区域进行深入调查的天空,用一个频率,使图像的每一部分可见天空获得每隔几夜,并继续在这种模式下10年实现天文目录之前编译的数千倍。

lst目前正在建设中,计划于2022年10月全面投入使用:开发人员预计,到这一过程结束时,该望远镜将对星系进行分类,数量将超过地球上的人口。它将产生的庞大的公共数据档案预计将极大地提高我们对构成宇宙95%的暗能量和暗物质、星系形成和潜在危险的小行星的认识。

LSST - 真空连接

真空需要抽空LSST相机的低温恒温器部分 - 焦平面所在的相机的“心脏”。它允许LSST团队通过尽可能多的正常大气气体来保护相机的心脏,同时控制在非常具有挑战性的环境和操作条件下的压力。在LSST内部是安捷伦涡旋泵,离子泵和涡188bet博金宝官方网站轮泵 - 所有这些都有助于LSST照片和目录新的星系。项目团队选择安捷伦离子泵的一个原因是因为它们没有移动部件。188bet博金宝官方网站这意味着在泵的操作期间没有振动签名,这可以防止振动干扰LSST的相机,这会影响所收集的数据质量。

188bet博金宝官方网站研究人员还经过验证安捷伦的离子泵寿命,以确保它将持续运行通过LSST项目的预期10年生活,因为在较高压力下的离子泵的操作通常缩短设备的寿命。

真空技术


188bet博金宝官方网站Agilent TwisTorr 305涡轮泵剖面图

还有另一个目的,真空技术服务 - 干燥涡旋泵和涡轮分子泵需要在极端环境条件下可靠地操作。智利顶部的温度在智利范围为-10°C至10摄氏度。在较低的温度范围内,轴承润滑剂和电子器件可能会失败,远程位置的长期停机可能会危及LSST项目。

上帝粒子

希格斯玻色子通常被称为上帝粒子是粒子物理标准模型中的基本粒子。标准模型断言,自然界的基本力来自于我们的宇宙被称为规范不变性和对称性的特性。这种力是由一种叫做规范玻色子的粒子传递的。希格斯玻色子是希格斯场的量子激发产生的,其中一个字段在粒子物理理论中,希格斯玻色子是物理学家彼得希格斯的名字命名,他在1964年与其他五个科学家提出了希格斯机制来解释为什么有些粒子有质量。科学家们最终在2012年通过大型强子对撞机(LHC)的ATLAS和CMS实验确认了它的存在c希格斯和恩格勒特因此获得了2013年诺贝尔物理学奖。

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上帝粒子-真空连接

自1967年以来,Varian真空 - 现在的Agilent Technol188bet博金宝官方网站ogies的一部分 - 已与Cern,欧洲核研究组织合作。188bet博金宝官方网站安捷伦与世界领先的核研究组织的合作开始于意大利的托里诺的一家工厂开放。工厂的具体目的是制造用于制造超高真空(UHV)的离子泵进行实验。从那时起,CERN用于一些最具挑战188bet博金宝官方网站性的粒子物理实验的安捷伦泵 - 包括2012年玻色子的2012年鉴定。2020年9月,安捷伦通过CERN授予188bet博金宝官方网站了一份合同,以在未来四年内生产离子泵和控制器。合同是持久持久伙伴关系中最新的里程碑,表示对持续的关系的信心以及它将产生的伟大科学。

继续捕捉时间和空间

随着科学的不断进步,真空技术将在这些非凡的仪器和系统的发展中发挥不可或缺的作用,以超出我们想象的方式捕捉时间和空间。真空科学始于17世纪,毫无疑问,它将成为未来许多发现和进步的核心。

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