Superlative der Vakuumtechnik
Gerade wenn weniger mehr ist, lässt sich Großartiges erreichen.
Die neue Ausgabe der Vakuum in Forschung und Praxis (ViP) ist ganz den Superlativen der Zunft gewidmet. Noch mehr als sonst zeigen in dieser „WeihnachtsViP“ verschiedene Anwendungsbeispiele, wozu die sonst bescheiden im Hintergrund arbeitende Vakuumtechnik fähig ist und wie sie sich selber – angespornt von den Anwendungen, denen sie dienen will, – immer weiter entwickelt. Der folgende Auszug aus dem von Dr. Klaus Bergner geschriebenen Editorial stimmt auf die vielfältigen Themen ein.
Erlebt die Vakuumbranche gerade ihren Wandel vom Zuse Z3 Rechner zum Smartphone? Vieles spricht dafür. Große und viel Energie konsumierende Anlagen schaffen die notwendigen Grundlagen für ein neues Zeitalter. In der Welt der Vakuumphysik ist als prominentes Beispiel der Large Hadron Collider (LHC) am europäischen Kernforschungszentrum CERN bei Genf zu nennen. Mit einem Umfang von knapp 26,7 km und einem Jahresenergieverbrauch von 700 GWh wurde im weltweit größten Teilchenbeschleuniger nicht nur den Weg zur Entdeckung des Higgs-Bosons geebnet. Infolge der immer ausgefeilteren Detektortechnik wird auch die Datenanalyse eine wachsende Herausforderung. Die Datenmenge von geschätzten 30 Petabyte pro Jahr kann nur durch 170 weltweit vernetzte Computercluster verarbeitet werden, von deren Prozessoren kein einziger ohne Vakuumtechnik existieren könnte.
Ausgehend von diversen Innovationszentren verbreiten sich die entdeckten physikalischen Zusammenhänge sowie die daraus resultierenden technischen Möglichkeiten und Lösungsansätze.
Damit beflügeln sie nicht nur Entwicklungsingenieure, sondern erzeugen auch kommerzielles Interesse. Dies führt dazu, dass Lösungen kleiner, schneller, robuster und allgemein verfügbar werden. Die Beispiele sind mannigfaltig: Neue Protonen-Therapiequellen zur Krebsbehandlung sollen mit neuartigen supraleitenden Kupferspulen in ihrer Größe halbiert und um den Faktor 4 leichter werden. Optische Einzel-Ionenfallen verlassen den Status einer Laboranwendung und werden durch transportable Systeme die vielfältigen Anwendungsfelder der Quantentechnologie erschließen. Eine optisch, elektrisch wie auch vakuumtechnisch anspruchsvolle Aufgabenstellung, an deren Lösung der Forschungsverbund opticlock zurzeit arbeitet und deren vakuumtechnologischen Herausforderungen Maximilian Biethahn in seinem Artikel beschreibt.
Die dabei notwendige Vermessung von schwachen oder sensitiven Signalen bekommt einen immer größeren Stellenwert. Auch die Anforderungen an die Vakuummesstechnik werden immer anspruchsvoller. Möglichst klein und mit einem hohen Funktionsumfang ausgestattet soll ein Vakuummeter sein. Mihail Granovskij wird Sie in seinem Beitrag von seinem Lösungsweg überzeugen.
In diesem Wandel erfahren auch große Beschichtungsanlagen eine weitere Evolution. Mit Hilfe von verschiedenen Charakterisierungsmethoden und neuartigen PECVD-Quellen können Prozesse effizienter ausgelegt werden und die Schichteigenschaften gezielt funktionalisiert werden. Dr. Nauenburg wird Ihnen eine dieser Weiterentwicklungen vorstellen.
Die fortschreitende Miniaturisierung ermöglicht nicht nur die Detektion der kleinsten Bausteine und Strukturen auf der Erde. Durch nm-dünne Spiegelbeschichtungen wird eine Kartographierung der Milchstraße immer genauer und vermutlich die Detektion von Gravitationslinsen ermöglicht, die durch dunkle Materie und Energie erzeugt werden. Dr. Ulf Seyfert wird uns spannende Einblicke zur Beschichtung der Spiegel des Large Synoptic Survey Telescopes geben.
Der Blick in die Sterne erfolgt dabei nicht nur erdgebunden. Dünne Schichten, die mittels Galvanik und Sputtern hergestellt gestellt wurden, finden ihre Anwendungen auch im Weltraum. Professor Bräuer wird die vielfältigen Herausforderungen, welche sich durch einen Einsatz von dünnen Schichten im All ergeben, aufzeigen und Möglichkeiten zur Funktionalisierung von komplexen dreidimensionalen Strukturen diskutieren.
Wiley / Klaus Bergner / LK
Weitere Infos
- Vakuum in Forschung und Praxis, Spezialthema: Superlative der Vakuumtechnik, 31(2019) 6
- Vakuum in Forschung und Praxis, Zeitschrift für Vakuumtechnologie, Oberflächen und Dünne Schichten
- VACOM Vakuum Komponenten & Messtechnik GmbH
- VON ARDENNE GmbH
- Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
- robeko GmbH & Co. KG
