Wiens Kältepol liegt nahe dem Karlsplatz

22. Juni 2011, 13:46
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TU eröffnet Mikrokelvin-Tieftemperaturanlage, mit der Quantenphasenübergänge erforscht werden sollen

Wien - Als wäre das Timing geplant gewesen, wurde just am heißesten Tag des bisherigen Jahres gewissermaßen der kälteste Ort zumindest der Wiener Innenstadt geschaffen: mit einer Temperatur von nur hundert Millionstel Kelvin, also ganz knapp am absoluten Nullpunkt von minus 273,15 Grad Celsius. Dabei handelt es sich um die neue Mikrokelvin-Tieftemperaturanlage der Technischen Universität (TU) Wien, die nun im Rahmen eines Symposiums eröffnet wurde. Mit diesem Labor will die TU-Physikerin Silke Bühler-Paschen die seltsamen Verhaltensweisen und Eigenschaften von Teilchen beobachten, die auftreten, wenn Materialien auf so tiefe Temperaturen gekühlt werden. Die Anlage 

Bei dem "Vienna Microkelvin Laboratory" handelt es sich um einen Mischkühler mit Kernentmagnetisierungsstufe, der bis knapp an den Nullpunkt kühlt. An diesem Punkt erforscht Bühler-Paschen vom Institut für Festkörperphysik der TU Wien Quantenphasenübergänge, das sind "abrupte Änderungen von Materialeigenschaften, die sich nahe am absoluten Nullpunkt ereignen", heißt es in einer Aussendung der TU. Die Arbeiten erfolgen im Rahmen des ERC-Grant "QuantumPuzzle", einer Förderung durch den Europäischen Forschungsrat, die ihr nun auch den Aufbau der Tieftemperaturanlage ermöglichte.

Noch näher an der Null

"Bei Experimenten zu Quantenphasenübergängen zu solch niedrigen Temperaturen zu gehen ist eine Weltneuheit - damit sind wir international ganz vorne mit dabei", so Bühler-Paschen. Mit der bisherigen Kühlanlage konnte sie Vorgänge bei Temperaturen von zehn bis zwanzig Tausendstel Grad über dem Nullpunkt erforschen. Im neuen Mikrokelvin-Labor wird es hundertmal kälter: Temperaturen von hundert Millionstel Kelvin können hier erreicht werden.

Dafür war eine Reihe technischer Tricks nötig. So musste etwa ein Dämpfungssystem für das Labor installiert werden, um die minimalen Schwingungen des Gebäudes auszugleichen. Das für Menschen unmerkliche Vibrieren der Wände und des Fußbodens würde Energie auf das Gerät übertragen und es damit erwärmen.

Temperatur-Rekord wird dennoch keiner aufgestellt: Sogenannte Bose-Einstein-Kondensate, wie sie etwa am Atominstitut der TU Wien im Prater erzeugt werden, sind noch kälter. Allerdings werden dort nur verhältnismäßig wenige Atome abgekühlt. In Bühler-Paschens Labor dagegen werden sechs Kilogramm Kupfer auf so tiefe Temperaturen gebracht, die ihrerseits wieder die zu untersuchenden Proben kühl halten. Die Wärmemenge, die dafür entzogen werden muss, ist damit unvergleichlich höher. (APA/red)

  • Der Kryostat des Vienna Microkelvin Laboratory
    foto: tu wien

    Der Kryostat des Vienna Microkelvin Laboratory

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