Der größte Primärspiegel der Welt ist 39 m breit, der leichteste Spiegel der Welt besteht aus nur einer einzigen Schicht von 200 Atomen … sind die fortschrittlichsten Spiegel der Welt.
Spiegel des größten optischen Teleskops der Welt
Das weltweit größte optische Teleskop, das Extremely Large Telescope (ELT), wird von der Europäischen Südsternwarte (ESO) auf einem Berg hoch oben in der trockenen Atacama-Wüste in Chile errichtet. Bis 2028 soll das ELT Bilder sammeln und dazu beitragen, das Verständnis der Menschheit vom Universum zu erweitern.
Das ELT verfügt über fünf riesige Spiegel – M1, M2, M3, M4 und M5 –, die das Licht sammeln und zu den Messinstrumenten des Teleskops leiten. Der Hauptspiegel M1 ist der größte jemals für ein optisches Teleskop gebaute Spiegel. Er misst 39 Meter im Durchmesser und besteht aus 798 hexagonalen Spiegeln, die wie ein perfekter monolithischer Spiegel angeordnet sind. M1 kann 100 Millionen Mal mehr Licht sammeln als das menschliche Auge und behält seine Position und Form mit der 10.000-fachen Präzision eines menschlichen Haares.
Der konvexe Spiegel des M2 hat einen Durchmesser von 4,25 m. Der M4 kann seine Form 1.000 Mal pro Sekunde verändern, um atmosphärische Turbulenzen und Teleskopvibrationen auszugleichen – Faktoren, die Bilder verzerren können – und ist der Spiegel mit der größten verformbaren Oberfläche aller Zeiten.
Der leichteste Quantenspiegel der Welt
Im Jahr 2020 gelang es Wissenschaftlern am Max-Planck-Institut für Quantenoptik, einen Quantenspiegel zu entwickeln, der aus 200 ausgerichteten Atomen besteht, die zusammenarbeiten, um Licht zu reflektieren. Dadurch entsteht ein Spiegel, der so klein ist, dass er mit bloßem Auge nicht zu erkennen ist.
Im Jahr 2023 gelang es ihnen, ein mikroskopisch kontrolliertes Atom in die Mitte eines Spiegels zu platzieren. Dadurch entstand ein „Quantenschalter“, der steuert, ob das Atom transparent oder reflektierend ist. Dies eröffnet potenzielle Anwendungsmöglichkeiten in einer Vielzahl von Quantentechnologien, beispielsweise in hacksicheren Quantennetzwerken zur Speicherung und Übertragung von Informationen.
Superflacher Spiegel
Im deutschen Oberkochen stellt das Optikunternehmen Zeiss ultraflache Spiegel her, die zu einer Schlüsselkomponente in Computerchipdruckern, sogenannten Extrem-Ultraviolett-Lithografiegeräten (EUV), werden.
Die EUV-Spiegel von Zeiss können Licht mit sehr kleinen Wellenlängen reflektieren, wodurch Bilder in extrem kleinen Maßstäben sichtbar werden und mehr Transistoren auf die gleiche Fläche eines Silizium-Wafers gedruckt werden können.
Dr. Frank Rohmund, Leiter der Halbleiteroptik-Sparte von Zeiss, verwendet eine topografische Analogie, um die Flachheit dieser Spiegel zu erklären. Würde man einen handelsüblichen Spiegel auf die Größe Deutschlands vergrößern, läge sein höchster Punkt bei fünf Metern, beim Spiegel des James-Webb-Weltraumteleskops wären es zwei Zentimeter und bei einem EUV-Spiegel sogar nur 0,1 Millimeter.
Die ultraglatte Spiegeloberfläche sorgt in Kombination mit Spiegelpositionskontrollsystemen für extrem hohe Präzision.
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