2020年4月,芝加哥大学(University of Chicago)的天体物理学家目睹了他们称之为异常事件的事件——两个质量完全不同的黑洞之间的碰撞。它的意义在于它对天体物理学和引力物理学的影响。简而言之,它让天文学家了解了黑洞是如何旋转的,以及引力波存在的实验证据,这是由爱因斯坦的广义相对论但从未观察过。

能够发现黑洞

他们是怎么做到的?这门科学背后的基础实验需要在最苛刻的真空条件下操作的复杂机器。事实上,“真空”技术几乎处于所有高能物理、粒子加速和表面科学的前沿。真空可以被描述为“压力低于周围大气压的空间”。“几千年来,真空科学是一门学科和概念,激励了许多伟大的头脑。

真空科学的起源可以追溯到公元4世纪,当时亚里士多德说:自然憎恶真空”。地球上可达到的最高真空水平,称为超高真空(UHV),是通过使用一种名为“离子泵”的设备获得的:离子泵技术的所有重大创新都是从发明离子泵演变而来的溅射离子泵在1957年由瓦里安真空(现在的安捷伦真空)和ConFlat188bet博金宝官方网站法兰(CFF),开创了特高压时代。如今,真空解决方案为全世界的学术和政府实验室以及大型物理项目提供了燃料。

真空技术

引力波

引力波是空间中的无形纹波。他们以光速(每秒186,000英里)旅行,在他们移动时挤压并伸展一切。作为爱因斯坦的相对论的一部分,他预测,当两个诸如行星或星际的轨道,彼此的两个身体时,发生了独特的事件。他理论大中这种运动有可能导致太空涟漪,这将像池塘中的涟漪一样传播。科学家称这些空间引力波浪涟漪。

当物体以非常高的速度运动时,就会产生最强大的引力波。可能引起引力波的例子包括恒星不对称爆炸(超新星),两颗大恒星围绕对方运行,或者两个黑洞围绕对方运行并合并。

2015年第一次,科学家检测到引力波浪。他们通过使用称为激光干涉仪重力波天文台的非常敏感的仪器来完成它(LIGO).他们发现的是——尽管直到2015年才发现——碰撞发生在13亿年前。

LIGO -真空连接

Ligo设计用于通过直接检测引力波打开引力波天体物理学领域。它用其多电晕尺度的重力波检测器来实现这一点,这些重力波检测器使用激光干涉测量法测量由从灾难宇宙源的引力波引起的时空中的微小波纹。这些宇宙源可包括成对的中子恒星或黑洞的合并。Ligo由美国在汉福德,华盛顿州的两种广泛分离的干涉门,Louisiana。在这些MultiTimirometer探测器中创造超清洁和稳定的高真空是整个系统的操作至关重要的,并且是关键的技术挑战之一。此外,对这些探测器 - 正常运行时间,可靠性和无振动操作存在关键要求。

188bet博金宝官方网站安捷伦设计和制造定制离子泵,以满足所有这些严格的标准,提供理想的真空条件,为成功的实验。

近距离观察

位于智利Cerro Pachón山顶的大型巡天望远镜(口径) - 天文学中最大的数码相机。它具有八米的宽场地面望远镜,3.2千兆像素摄像头,以及自动化数据处理系统。LSST项目的目的很简单:对一个巨大的天空进行深度调查,用频率进行,使每几个夜晚获得可见天空的每个部分的图像,并在此模式下继续10年为了实现天文学目录,比以前编译的数千次。

LSST目前正在建设中,并计划于10月2022日开始全部运营:开发人员项目在进程结束时,望远镜将目录星系数量超过地球上的人数。预计它将产生的巨大的公众档案将产生促进我们对占宇宙95%的黑能和暗物质的知识,以及银河形成和潜在危险的小行星。

LSST—真空连接

需要真空来疏散lst相机的低温恒温器部分——相机的“心脏”,即焦平面所在的位置。通过在极具挑战性的环境和操作条件下控制压力,lst团队可以尽可能多地清除正常的大气气体,从而保护摄像机的心脏。在lst内部有安捷伦涡旋泵、离子泵和涡轮188bet博金宝官方网站泵——所有这些都有助于lst拍摄和编目新星系。项目团队选择安捷伦离子泵的原因之一是它们没有运动部件。188bet博金宝官方网站这意味着泵在运行过程中没有振动特征,这可以防止振动干扰lst的摄像机,从而影响数据采集的质量。

188bet博金宝官方网站安捷伦的离子泵寿命也得到了研究人员的验证,以确保它在LSST项目预期的10年寿命中持续运行,因为离子泵在更高的压力下运行通常会缩短设备的寿命。

真空技术


188bet博金宝官方网站安捷伦Twissorr 305 Turbo Pump Dutaway

真空技术还有另一个用途——干燥涡旋泵和涡轮分子泵需要在极端环境条件下可靠地运行。智利山顶的温度范围在-10摄氏度到10摄氏度之间。在较低的温度范围内,轴承润滑剂和电子设备可能会出现故障,而在偏远地区的长时间停机可能会危及lst项目。

神粒子

Higgs Boson - 经常被称为“上帝的粒子“ - 是颗粒物理标准模型中的基本粒子。标准型号断言,从宇宙的性质称为仪表不变性和对称性的性质,产生了基本力量。该力由称为磁杆的颗粒传递。Higgs玻色子是由HIGGS领域的量子激发产生的,粒子物理理论中的一个领域,因此HIGGS玻色子被命名为物理学家彼得希格,1964年与其他五名科学家一起,提出了厚朴的机制来解释为什么一些颗粒具有质量。科学家终于通过大型特罗龙撞机(LHC)的地图集和CMS实验确认了2012年的存在欧洲核子研究中心*在瑞士,导致HIGGS和Englert被评为2013年诺贝尔物理奖的收件人。

真空技术

神粒子 - 真空连接

自1967年以来,瓦里安真空公司(现在是安吉伦技术公司的一部分)就与欧洲核子188bet博金宝官方网站研究中心(CERN)合作。188bet博金宝官方网站安捷伦与世界领先的核研究机构的合作始于意大利都灵的一家工厂。该工厂的具体目的是制造用于实验的超高真空(UHV)离子泵。从那时起,安捷伦泵被CERN用于一188bet博金宝官方网站些最具挑战性的粒子物理实验,包括2012年对希格斯玻色子的识别。2020年9月,安捷伦获得了CERN的188bet博金宝官方网站合同,在未来四年生产离子泵和控制器。这份合同是这一长期合作关系中最新的里程碑,表明了双方对这一持续合作关系及其将产生的伟大科学的信心。

继续捕捉时间和空间

由于科学继续前进,真空技术将在开发这些非凡的仪器和系统中发挥积分作用,这些工​​具和系统以超出我们的想象力的方式捕获时间和空间。真空的科学 - 在17世纪始于17世纪 - 毫无疑问是在许多发现和进步的核心。

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