Hochreines Quarzglas von Heraeus ermöglicht Entdeckung von Gravitationswellen: In den für die Messung wichtigen optischen Bestandteilen der Gravitationswellen-Detektoren steckt Heraeus Suprasil® 3001 / Foto: Heraeus
Optisches Quarzglas half bei erfolgreichen Experimenten der LIGO Arbeitsgruppe – Einstein’sche Gravitationswellen existieren wirklich
Mit einem hochreinen Superwerkstoff aus Quarzglas für Gravitationswellen-Detektoren hat Heraeus dazu beigetragen, die Einstein´sche Relativitätstheorie zu beweisen. Letzte Woche konnten die internationalen Experten vom LIGO (Advanced Laser-Interferometer Observatory, kurz LIGO) auf einer Pressekonferenz ihren Nobelpreis verdächtigen Sensationsnachweis der Gravitationswellen verkünden. Die Forscher sind mit Hilfe riesiger Doppeldetektoren, einer davon in Livingstone in Louisiana, der andere in Hanford, Washington, fündig geworden. Die Wissenschaftler haben ein schwaches Beben der Raumzeit aufgespürt und Signale gemessen, die durch die Kollision zweier schwarzer Löcher entstanden sind.
Quarzglas von Heraeus erledigt eine besondere Aufgabe bei den LIGO-Experimenten in Gravitationswellen-Detektoren zur Erforschung eines Teilaspekts der Einstein´schen Relativitätstheorie. Gravitationswellen – „Kräuselungen“ in der Raum-Zeit – werden von weit entfernten astrophysikalischen Ereignissen wie Supernova-Explosionen, Neutronensternen und schwarzen Löchern ausgestrahlt. In Gravitationswellen-Detektoren kommen hochsensitive optische Interferometer mit vier Kilometer Armlänge zum Einsatz. Diese werden als Photonenspeicher betrieben und enthalten Quarzglas mit extremen Transmissionswerten und optischer Homogenität. In den für die Messung wichtigen optischen Bestandteilen der Instrumente steckt Heraeus Suprasil® 3001. „Wir haben die Absorption unseres Quarzglases dabei so verbessern können, dass wir einen wesentlichen Beitrag zur Steigerung der Sensitivität des Instrumentes geliefert haben. Der Gravitationswellendetektor ist so extrem empfindlich“, sagt Ralf Takke, Vice President Optics bei Heraeus Quarzglas. Die äußerst seltenen Hinweise auf Gravitationswellen konnten nun mit diesen Detektoren nachgewiesen werden.
Quarzglas wird durch Spezialaufträge optimiert
Dr. Ralf Takke beschäftigt sich seit über 30 Jahren mit dem besonderen Material. Als Entwicklungsleiter hat er in den achtziger und neunziger Jahren mit seinen Mitarbeitern viele neue Quarzglassorten kreieren und neue Anwendungen finden können. „Bei Aufträgen wie dem LIGO-Experiment gehen wir oft bis an die Grenze des technisch Machbaren“, sagt er. Aber genau in solchen außergewöhnlichen Aufträgen steckt ein Mehrwert – nicht nur für das Unternehmen. „Wir nutzen regelmäßig Spezialaufträge und technologische Herausforderungen, um das eigene Know-how als Experte für präzise hergestelltes Hochleistungs-Quarzglas immer weiter zu vervollkommnen“, erklärt der Quarzglas-Experte. „Die Experimente verbessern unser Verständnis für das Material.“
Suprasil® 3001 ist optisch isotrop, hochhomogen und eignet sich vor allem für die Herstellung von mehrdimensionaler Optik wie Prismen, stark gekrümmten Linsen, Strahlteilern, Strahlführungssystemen oder Retro-Reflektoren. Daher eignet sich diese Quarzglassorte für Hochenergie-Laser, die im nahen Infrarot arbeiten. Zur Anwendung kommt es im Alltag für Diodenlaser im Bereich der Medizintechnik, zur Materialbearbeitung oder für Spektroskopie-Optiken.
Auch Gold und Platin sorgen im All für Enthüllungen
Einen Beitrag leistet Heraeus auch bei hochpräzisen Experimenten im Weltraum. Aktuell sucht die ESA mit dem internationalen Gemeinschaftsprojekt LISA (Laser Interferometer Space Antenna) nach einem Beweis für Gravitationswellen, über die Albert Einstein in seiner Relativitätstheorie sinnierte. Mit an Bord der Satelliten: exakt gleiche Würfel aus einer speziellen Gold-Platinlegierung von Heraeus mit einer Kantenlänge von 50 Millimetern. An den edlen Testmassen sollen sich ebenfalls durch die Gravitationswellen verursachte Abstandsveränderungen trotz minimaler Größenordnungen messen lassen. Die Vorexperimente hierzu laufen, Mitte Februar sollen die beiden Würfel im Weltraum erstmals frei schweben.
Weitere Informationen: www.heraeus.com
