震撼世界

2015年9月14日,科学界和物理界都发生了翻天覆地的变化!你是否也有强烈的感受?可能不会,因为这就像是感觉到世界另一端的人在地上跺脚。到底发生了什么?由于距离13亿光年的两个黑洞合并,引力波在0.2秒内捕获了我们的地球。这是第一次,通过LIGO项目(引力波观测激光干涉仪)在地球上实验探测到了爱因斯坦广义相对论预测的这种波。2017年,这一成就也被授予诺贝尔物理学奖。

为了精确探测如此大规模的地球外事件,信号必须始终由两个探测器同时探测。定位实际上需要在三个位置进行检测。事实上,需要四个探测器来覆盖罗盘的所有点。因此,全世界正在努力建立一个检测器网络,以检测更多的这些事件,并能够对其原因和起源作出更准确的陈述。这项科学努力的最新成果是LIGO印度探测器,也是世界上第五个。

第一次引力波导致地球在其延伸范围内发生了约万亿分之一的短暂变形。这种难以想象的微小长度变化相当于地球到太阳距离的1.5亿公里,原子直径约为100皮米。为了测量这种微小的长度变化,需要使用非常灵敏的干涉仪。这些测量仪测量两个交叉激光束的叠加,每一个激光束都被距离达4公里的镜子反射。因此,甚至可以检测镜位置的最小波动。为了达到所需的灵敏度,这些光束必须在真空中引导,因为只有在这里,光速才足够恒定,而不会受到热和大气波动的干扰影响。

印度等离子体研究所(IPR)的科学家设计了LIGO的真空系统。其中挑战是巨大的:那就是激光束必须在直径1.2米的超高真空(UHV)管中引导。这大致相当于三个比赛游泳池的真空容量,是世界上最大的真空系统之一。然而,操作需要很短的维护间隔和泵关闭时间,以便始终有尽可能多的检测器同时在全球范围内使用。

VAT解决了最大规模的真空挑战

VAT协助完成美国第一个LIGO在真空系统设计方面的发展。对于大型真空系统,必须将其分割成较小的可分离体积。只有这样,才能在受影响区域以有针对性的方式进行维护和维修,同时保持特高压系统的其余部分清洁。

“根据VAT阀门美国同事的积极经验,IPR在2021年早些时候联系了我,” VAT在印度的真空部件销售代表劳伦斯和梅奥公司的Suman Kundu回忆道。“我知道,只有VAT才能提供具有所需质量和纯度的大型阀门。”

VAT销售经理JürgÖhri解释道:“事实很快验证19.2系列的大型DN 1250 HV闸阀最符合要求。”“它是专为超高压范围而设计的,具有专利技术的VATLOCK技术允许以较小的力可靠关闭。使得1250mm或更大的开口直径成为可能。”

但LIGO印度的要求远远不止于此。IPR的真空专家提道:“为了能够在超高真空条件下使用阀门,我们希望确保弹性体密封件中的残余气体不会污染我们的系统,并且所有部件都可以烘烤到至少150°C。”。但VAT也能在这方面提供帮助:通过对所有交付阀门进行明确的残余气体分析,可以毫无疑问地证明其纯度,甚至可以达到170°C的烘烤温度。烘烤大大缩短了泵送至UHV的时间。此外,对阀门执行机构进行了修改,以满足客户要求。

合作成功案例

LIGO 印度目前正在建设中,第一批VAT阀门已经交付使用。

Suman Kundu总结了从项目中获得的经验,他说:“我们非常感谢VAT在响应客户特定要求方面的技术诀窍和灵活性。”。“通过Lawrence&Mayo作为现场支持的本地合作伙伴,我们能够在早期阶段将向VAT提出我们的要求和期待。”

JürgÖhri总结道:“从一开始,与IPR和Lawrence&Mayo的合作就非常出色和高效。通过这种方式,我们更容易为每一项具体要求找到一个好的解决方案。”“最终,是国际研究界的这些激动人心的项目推动了我们。因为我们也想知道是什么让我们的世界运转起来。”