Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Quarzglaskugeln von Heraeus bestätigen Theorie von Einstein

19.05.2011
  • Gravity Probe B Satellit der NASA sammelte entscheidende Beweise für Teilaspekte der Relativitätstheorie
  • Superrunde Messinstrumente aus Quarzglas waren mit an Bord

Manchmal dauert Forschung etwas länger – an den Ergebnissen hätte Albert Einstein aber sicher seine Freude gehabt. Ein langjähriges Weltraumexperiment der NASA konnte nun in der Praxis einen Teilaspekt der allgemeinen Relativitätstheorie des weltberühmten Physikers bestätigen.


(1) Quarzglas beweist Einstein: Das Herzstück des „Gravity Probe B Experiments“ bestand aus einem rund 53 Zentimeter langen blasenfreien und hochhomogenen Quarzglasblock von Heraeus, der mit einem Quarzglasteleskop verbunden ist und vier so genannte Gyroskope enthält. (Foto: Stanford University)


(2) Runder geht es nicht mehr: Gyroskope aus dem Quarzglas Homosil waren ein wichtiger Bestandteil von „Gravity Probe B“ zum Nachweis der Relativitätstheorie von Albert Einstein (Foto: Standford University)

Das NASA-Projekt „Gravity Probe B“ sammelte ab 2004 mit Hilfe eines Forschungssatelliten über 18 Monate lang wichtige Messdaten im Orbit. Ziel des Experiments war, zwei Effekte der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein zu beweisen. Wissenschaftler der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA und der Universität Stanford, Kalifornien, überprüften in der Praxis, inwieweit das Raum-Zeit-Gefüge durch die Gegenwart der Erde gekrümmt wird (geodätischer Effekt) und ob die Erde bei ihrer Rotation Raum und Zeit gewissermaßen mit sich zieht (Lense-Thirring-Effekt).

Die Datenauswertung, die erst dieser Tage endgültig abgeschlossen werden konnte, bestätigt nach Angaben der NASA tatsächlich die theoretischen Überlegungen Einsteins. Das Herzstück im „Gravity Probe B“-Satelliten bestand aus einem 53 Zentimeter langen Quarzglasblock, der mit einem Quarzglasteleskop verbunden war und vier so genannte Gyroskope enthielt. Diese mit rund 5000 bis 10.000 Umdrehungen pro Minute rotierenden, tischtennisballgroßen Kugeln gelten als rundeste Objekte der Welt und bestanden aus dem hochreinen, mit supraleitendem Niob beschichteten Quarzglas Homosil von Heraeus.

900 Kilogramm Hightech-Quarzglas aus Hanau

„Es war eine besonders anspruchsvolle Aufgabe für unser Quarzglas, aber einmal mehr beweist das faszinierende Material seine außergewöhnlichen Fähigkeiten. Es ist schön, das Heraeus mit der Lieferung des hochreinen Ausgangsmaterials für die Gyroskope einen Beitrag zur Bestätigung von Einstein leisten konnte“, freut sich Ralf Takke, Leiter Division Optics beim Geschäftsbereich Quarzglas. Wie die übrigen Quarzglas-Vorprodukte für das Projekt stammen die Gyroskop-Rohlinge von Heraeus. Das gesamte Liefervolumen brachte es seinerzeit, ca. 1995, auf ein Materialgewicht von 900 Kilogramm in Form von drei je 300 Kilogramm schweren Spezialquarzglas-Blöcken, die jeweils in einem Stück gefertigt wurden.

„Die sehr hohen Anforderungen an das Material beispielsweise in Bezug auf seine homogene Dichte und die Homogenität seines thermischen Ausdehnungskoeffizienten machten die Herstellung und den damit verbundenen Messaufwand bei der optischen Qualitätsprüfung zu einer echten Herausforderung“, erinnert sich der Quarzglas-Experte. 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“, so Takke.

Die Zusammenarbeit zwischen Heraeus und der NASA hat schon Tradition. Es überrascht daher wenig, dass es Hanauer Quarzglas-Technik schon bis zum Mond geschafft hat. Die legendäre Apollo-11-Mission brachte 1969 nicht nur den ersten Mann auf den Erdtrabanten, sondern auch einen Laserreflektor zur genauen Bestimmung der Entfernung Erde-Mond. Dieser Reflektor, der heute noch im Einsatz ist, besteht aus 100 Tripelprismen aus dem Quarzglas Suprasil von Heraeus.

Hintergrund: Quarzglas

Heraeus ist einer der Pioniere bei der Herstellung von Quarzglas und hat das Material in den vergangenen 110 Jahren zum Hightech-Produkt weiterentwickelt. So kommt Quarzglas neben den Hauptanwendungen zur Herstellung von Lichtleitfasern für die Telekommunikationsindustrie und zur Herstellung von Mikrochips und Solarzellen auch in Optiken für Hochleistungslaser bei Experimenten zur Laserfusion zum Einsatz, einem neuen Ansatz zur zukünftigen Energiegewinnung. Äußerlich kaum von herkömmlichem Glas zu unterscheiden zeigt Quarzglas (SiO2) signifikant andere Eigenschaften wie chemische, Temperatur- sowie Strahlungsbeständigkeit und optische Durchlässigkeit. Synthetisches Quarzglas gehört vermutlich zu den reinsten Materialien. Es enthält Spurenelemente in sehr geringer Konzentration, teils nur im ppb-Bereich (parts per billion, 1 zu 1 Milliarde). Quarzglas ist so rein, dass man selbst durch ein 100 Meter dickes Glas durchschauen könnte, als wäre es dünnes Fensterglas

Der Edelmetall- und Technologiekonzern Heraeus mit Sitz in Hanau ist ein weltweit tätiges Familienunternehmen mit einer 160-jährigen Tradition. Unsere Kompetenzfelder umfassen die Bereiche Edelmetalle, Materialien und Technologien, Sensoren, Biomaterialien und Medizinprodukte, Dentalprodukte sowie Quarzglas und Speziallichtquellen. Mit einem Produktumsatz von 4,1 Mrd. € und einem Edelmetallhandelsumsatz von 17,9 Mrd. € sowie weltweit über 12.900 Mitarbeitern in mehr als 120 Gesellschaften hat Heraeus eine führende Position auf seinen globalen Absatzmärkten.

Kontakt für weitere Informationen:

Dr. Jörg Wetterau
Konzernkommunikation
Leiter Technologiepresse & Innovation
Heraeus Holding GmbH
Heraeusstraße 12- 14
63450 Hanau
Tel. +49 (0) 6181.35-5706
Fax +49(0) 6181.35-4242
E-Mail: joerg.wetterau@heraeus.com

Dr. Jörg Wetterau | Heraeus Holding GmbH
Weitere Informationen:
http://www.heraeus.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide
20.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Metamaterial: Kettenhemd inspiriert Physiker
19.01.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie