Prozessautomation & Messtechnik Qualität, die bleibt – Anwendungsbeispiel aus der Teilchenphysik

Im Zuge dessen sucht das n2EDM Projekt nach dem elektrischen Dipolmoment des (elektrisch neutralen) Neutrons (nEDM). Das nEDM kann durch die Verteilung der positiven und negativen Ladung im Inneren des Neutrons veranschaulicht werden. Kann mit der im n2EDM-Experiment angestrebten Sensitivität ein nicht-nullwertiger nEDM nachgewiesen werden, würde das bedeuten, dass eine wichtige fundamentale Symmetrie (Charge-Parity CP) in der Teilchenphysik verletzt wird. Dies könnte helfen zu verstehen, warum im Universum weniger Antimaterie existiert als erwartet. Bislang beobachteten die Astronom:innen allerdings fast nur normale Materie.

Seit nunmehr 13 Jahren befindet im Rahmen dieser Forschungen ein Modell des Thyracont Vakuummeters VD81 am Paul Scherrer Institut im Einsatz. Das Vakuummeter ist dort an einem 5T supraleitenden Magneten befestigt, einem Polarizationsfilter, der nur Neutronen in einem der Spin-Zustände durchlässt. Aufgabe des VD81 ist es, den Arbeitsdruck im Heliumbehälter des supraleitenden Magneten zu überwachen. Der Arbeitsdruck sollte immer bei konstant 1 psi (69 mbar) bleiben und darf keinesfalls absinken.

VD81 Kompakt-Vakuummeter messen gasartunabhängig mittels eines widerstandsfähigen Keramiksensors Absolutdruck im Grobvakuumbereich von 1.600 bis 1 mbar. Unter Einwirkung des Drucks verformt sich die dünne Membran des Piezosensors, auf deren Rückseite eine Widerstands-Messbrücke aufgebracht ist. Die dabei auftretende Verstimmung der Messbrücke ist das Maß für den auf die Membran wirkenden Absolutdruck. Unempfindlich gegen Verschmutzung ist das Vakuummeter auch für raue Industrieprozesse geeignet.