Eine grosse Premiere für ein kleines Partikel
15. November 2022
Ein neues Exponat entzückt die Gäste des Technorama. An der Vernissage von «Atome sehen» versammelten sich bereits die Mitarbeitenden des Technorama, um Zeuge eines der kleinsten Objekte des bekannten Universums zu werden! In einer noch nie da gewesenen Kollaboration mit der ETH wurde dieses Jahr eine Maschine gebaut, welche es ermöglicht, Atome zu sehen.
Unser hauseigener Mitarbeiter Marco Miranda hat mit Natascha Hedrich und dem ETH Team in den letzten Jahren zusammengearbeitet, um das Unsichtbare sichtbar zu machen. Über das Mysterium des Atoms, zumindest das Konzept eines Grundbausteins der Materie, wurde bereits vor 2100 Jahren sinniert, doch erst jetzt sichtbar gemacht! So eröffnete Marco Miranda mit folgenden Worten den Abend:
«…Doch was in jedem Momente unseren Sinnen spürbar ist, hat die Natur uns neidisch verwehrt, mit den Augen zu schauen.»
Lucretio, 100 BCE aus De rerum Natura
Die Idee kam ursprünglich von der ETH. Professor Jonathan Home begann, die Idee der Visualisierung von Atomen umzusetzen und setzte sich 2018 mit dem Technorama in Verbindung. Anfangs 2022 konnte die erste Ausführung der Ionenfalle in der Ausstellung des Technorama präsentiert werden.
Dieser Prototyp zeigte auf einem Bildschirm die eingefangenen Atome. Die Besucher waren angeleitet, Kommentare, Kritik und Anregungen zu geben, welche als Input für das jetzige Exponat verwendet wurden.
Betritt man das Exponat, findet man sich sogleich in einem stockfinsteren Raum wieder. Als einziges ist ein grosser, roter Knopf beleuchtet, welcher zum Draufdrücken verlockt. Nach einer kurzen Einführung und Erklärung des Quantum Realms gelangt man zur Ionenfalle, welche das «Unsichtbare» sichtbar macht! Durch ein Okular kann man einen Blick auf die eingefangenen Atome erhaschen. Danach gibt es Informationen zum technischen Aufbau des Geräts und die Möglichkeit, seine Meinung dazu abzugeben.
Unsere Ionenfalle besteht aus zwei keilförmigen und mit Strom geladenen Metallplatten, welche auf der einen Seite positiv, auf der anderen negativ geladen sind. In extrem schneller Abfolge wechseln diese die Spannung. Es herrscht immer von rechts oben nach links unten eine postive und von rechts unten nach links oben eine negative Spannung, welche dann gewechselt wird. Dieser Wechsel generiert ein elektrisches Feld, welches die darin befindlichen Atome oszilliert, was so viel bedeutet wie in Schwingung bringt. Da die Atome selber auch elektromagnetisch geladen sind, beginnen sie durch den schnellen Wechsel des elektrischen Feldes der Platten zu zittern. Nur so können diese verlangsamt werden, damit man sie sehen kann. Sonst würden sie sich zu schnell bewegen. Durch einen Laser werden die Atome dann beleuchtet und in einer Linie sichtbar. Der Grund für die linienförmige Gliederung liegt an der Form der Metallplatten, welche mit ihrer länglichen Form auch ein längliches elektrisches Feld generieren.
