Honning, Jeg krympede vakuumkamrene!

Det kræver meget arbejde at opnå ingenting. Strålerørene i partikelacceleratorer er nogle af de tommeste områder i universet. De evakueres for at forhindre de accelererende partikler i at kollidere med gasmolekyler på deres vej. Det ekstreme vakuum inde i disse rør opnås ved at pumpe alle gasserne ud i dem og derefter belægge deres indre med lag af et specielt materiale kaldet en "getter", som herreløse molekyler klæber sig til. Et hold fra CERNs vakuumgruppe har for nylig demonstreret en ny metode til at påføre getter-belægninger på meget smallere bjælkerør end nogensinde før. Dette ville gøre det muligt for acceleratorer såsom elektronsynkrotroner at fungere med bedre fokuserede stråler og producere lysere stråling ved at bringe styremagneterne tættere på selve strålerne.

Den traditionelle metode til påføring af getteren er afhængig af at producere et plasma af belægningsmaterialet inde i rørene og bruge højspænding til at afsætte materialet på de indre vægge. Men jo tyndere og længere røret er, jo sværere er det at producere et stabilt plasma; med en diameter på nogle få millimeter og en længde på nogle få meter, det er umuligt for plasma at danne, gør denne metode ubrugelig.

Når man står over for sådanne udfordringer, der flytter grænserne for eksisterende teknikker, at adoptere omvendt tænkning hjælper. I stedet for at bygge røret først og påføre getterbelægningen inde i det, ingeniørerne vendte processen. De påførte først getterbelægningen på ydersiden af ​​en midlertidig skeletstruktur og konstruerede derefter bjælkerøret omkring belægningen ved en metalbelægningsproces. Skeletstrukturen, som er kendt som en "offerdorn" og er lavet af højrent aluminium, blev senere opløst, efterlader et smalt vakuumkammer med en på forhånd påført getterbelægning.

"Den vigtigste fordel ved vores teknik er, at den også kan bruges til at lave vakuumkamre med ikke-cirkulære tværsnit, " siger Lucia Lain Amador, den ph.d.-studerende, der leder projektet. "Og det er ikke begrænset til getter-belægninger - det kan bruges til at påføre andre funktionelle belægninger i fremtiden." Konceptet med at bruge en offerdorn er ikke nyt - faktisk er dorne lavet af silikonegummi blevet brugt af forskere ved Paul Scherrer Institute (PSI) i Schweiz. Innovationen fra CERN-teamet var at arbejde med aluminium, hvilken, i modsætning til silikonegummi, giver en stiv og forureningsfri dorn.

I øjeblikket, teknologien er ikke beregnet til brug i kollidere som LHC, men er rettet mod elektronsynkrotroner, som kræver bjælkerør med lille diameter med variable geometrier. Lucia og hendes kolleger har perfektioneret teknikken ved at producere adskillige prototype vakuumkamre, og de håber at se dens udbredte brug i de kommende år.