Fakta sains vakum: ciptaan dan wira mereka Mari kita ketahui lebih lanjut tentang asas teknologi vakum

Saintis Perancis yang legenda, Fernand Holweck, dilahirkan pada tahun 1890 dan memberikan impak yang signifikan dalam pelbagai aktiviti yang masih sangat relevan hingga hari ini. Beliau belajar di Ecole de Physique et Chimie dan lulus pada tahun 1910 setelah berada di kalangan tokoh-tokoh terkemuka seperti Pierre Curie dan Paul Langevin.

Pada tahun 1912, beliau menjadi pembantu kepada Marie Curie dan memainkan peranan penting dalam pembangunan Institut Curie. Beliau adalah seorang eksperimen yang cemerlang dan diakui telah menyumbang lebih banyak daripada sesiapa pun dalam sistematisasi teknik radioaktif, yang dicipta di Makmal Curie dan tersebar dari situ ke seluruh dunia.

Semasa Perang Dunia Pertama, beliau bekerja dengan Louis de Broglie untuk membangunkan teknik ultrasound bagi pengesanan kapal selam. Pada tahun 1922, beliau menerima Doktor Falsafah untuk kajiannya mengenai sinar-x lembut, merapatkan jurang pemahaman antara kawasan ultraviolet jauh dan sinar-x: satu kajian klasik mengenai spektrum sinar-x bagi unsur-unsur dengan nombor atom rendah. Antara sumbangan lain, Holweck membangunkan pendulum gravimetri (untuk pengukuran), tiub radio berkuasa tinggi yang boleh dibongkar, beliau bekerja pada injap termoionik dan membina saluran tiub X-ray pecutan berturutan yang pertama. Dia juga merupakan yang pertama mengembangkan pemfokusan elektron dan optik elektron; dalam hal ini, dia berada di barisan hadapan dalam perkembangan televisyen.

Dalam aktiviti-aktiviti terkini ini, penggunaan dan minatnya dalam memperbaiki teknik vakum telah diperluas. Untuk tujuan ini, beliau mereka bentuk dan membina pam vakum molekul Holweck pada tahun 1920 yang mencapai tahap vakum 10-6 mbar, yang menyumbang secara signifikan kepada penyelidikan dan industri yang bergantung kepada vakum. Dalam pam molekul Holweck, tindakan pam dihasilkan oleh rotor yang biasanya berbentuk silinder licin. Stator dilengkapi dengan alur panduan spiral. Reka bentuk pembinaan juga boleh dibalikkan, dengan stator yang licin dan rotor yang mempunyai alur panduan. Prinsip ini adalah salah satu daripada eksploitasi seretan molekul. Hari ini masih terdapat pam yang sepenuhnya berasaskan Holweck, tetapi prinsip Holweck kini digunakan terutamanya dalam kombinasi dengan pam turbomolekul berbilah di mana tahap Holweck memudahkan pengeluaran kepada tekanan sokongan yang tinggi dan memberikan aliran gas proses yang tinggi. Pam-pam ini memainkan peranan yang penting dan integral dalam teknik vakum yang digunakan dalam pengeluaran mikroelektronik kontemporari.

Holweck terus menggunakan pam ini untuk penyelidikannya mengenai sinar-x dan aplikasi radio-biologi di Makmal Pasteur. Pada tahun 1929, beliau secara bebas mengesahkan, tafsiran kuantum tindakan biologi radiasi ke atas mikroorganisma dan kemudiannya ke atas bakteria, kulat dan virus.

Pada tahun 1938-1939, Holweck menyertai sekumpulan saintis vakum Perancis dari akademik dan industri untuk membentuk Persatuan Vakum Nasional yang pertama yang bertujuan untuk mempromosikan sains dan teknik vakum melalui pendidikan, yang kemudiannya menjadi 'persatuan Perancis untuk jurutera dan juruteknik vakum'.

Semasa pendudukan Jerman di Perancis pada tahun 1940, Holweck dan kerjanya dipantau dengan teliti. Walaupun keselamatan peribadinya berada dalam risiko tinggi, dia enggan meninggalkan Paris dan menyertai pergerakan penentangan. Dia ditangkap oleh Gestapo pada bulan Disember 1941 dan meninggal dunia tidak lama selepas penangkapannya semasa diseksa.

Pada tahun 1945, Persatuan Fizik Perancis dan British, sebagai peringatan kepada Fernand Holweck, memulakan anugerah pingat Holweck. Anugerah ini diberikan secara bergilir oleh Majlis Institut Fizik kepada seorang ahli fizik Perancis dan oleh Majlis Persatuan Perancis kepada seorang ahli fizik yang berpusat di UK atau Ireland. Pemilihan dibuat daripada senarai tiga calon yang dikemukakan oleh Majlis yang lain.

Warisan Holweck kepada vakum dan sains secara umum tidak dapat disangkal, namun mungkin adalah yang terbaik untuk menyerahkan kata-kata terakhir kepada salah seorang penulis obitunya yang menulis pada tahun 1942 dalam Science (Vol. 96 No. 2493 p33) 'Dia telah membayar dengan nyawanya untuk cintanya kepada kebebasan dan negaranya. Contoh beliau akan memberi inspirasi kepada semua saintis di dunia dalam perjuangan mereka untuk kebebasan dan demokrasi.

Martin Knudsen telah memberikan sumbangan yang besar kepada sains vakum dan terutama dalam pemahaman aliran di pelbagai bahagian spektrum vakum. Beliau dilahirkan di wilayah Fyn di Denmark pada tahun 1871 dan pada tahun 1896, selepas 6 tahun belajar, memperoleh ijazah Sarjana dalam sains dengan pengkhususan dalam (disiplin yang baru ditubuhkan) fizik. Ini berlaku di Universiti Copenhagen di mana dia bekerja sebagai pembantu kepada Christiansen yang tidak lama kemudian akan membimbing Neils Bohr.

Knudsen sangat berminat dengan teori kintek gas dan merupakan yang pertama menerapkannya kepada gas jarang sehingga menjadi 'bapa' sains vakum moden. Kemahiran eksperimen tertingginya membolehkan pengesahan ramalan daripada pengagihan Maxwell-Boltzmann aliran gas melalui satu bukaan. Dari sini adalah konsep sel Knusden yang merupakan elemen asas untuk epitaksi sinar molekul.

Analisisnya terhadap kesan terma di permukaan membawanya untuk membangunkan pengukur Knusden dan memperkenalkan pekali akomodasi terma. Dia kemudian melihat pada alat pengukur kelikatan dengan menganalisis pergerakan molekul gas antara plat yang bergerak.

Knudsen mungkin paling dikenali dan diingati kerana memberikan namanya kepada nombor Knudsen Kn = λ/d di mana λ adalah jarak bebas purata bagi molekul gas dalam sistem dan d adalah dimensi ciri (biasanya diameter paip atau ruang atau panjang seksyen melintang).

Regim aliran berterusan atau likat ii di mana Kn < 0,01 dan tingkah laku gas yang didominasi oleh molekul-molekul yang berkelakuan seperti cecair. Dalam aliran molekul atau aliran Knudsen di mana Kn > 1 (atau bagi sesetengah pengarang >0,5 atau > 3) perlanggaran molekul-permukaan mendominasi dan interaksi molekul gas dengan contohnya dinding ruang adalah penting untuk memahami rejim aliran ini. Rejim aliran peralihan adalah di mana 1 > Kn > 0,01, ini adalah rejim yang sangat sukar untuk dianalisis.

Untuk sebuah kotak dengan panjang l, jumlah perlanggaran molekul-permukaan/molekul-molekul adalah 3 λ/l. Oleh itu, julat 1 < Kn < 10 dikenali sebagai laluan 'hampir bebas' bagi molekul melalui tiub. Aplikasi fakta ini adalah sangat penting dalam pengiraan kebarangkalian penghantaran molekul.

Analisis Knudsen tentang tingkah laku molekul di permukaan juga merupakan yang penting. Sebuah molekul yang mengenai permukaan akan menyesuaikan diri dengan permukaan tersebut dan selepas masa kediaman (yang boleh berbeza dalam julat yang besar). Selepas meninggalkan permukaan (proses yang dikenali sebagai desorpsi), molekul tersebut tidak mempunyai ingatan tentang arah yang diambil (atau kelajuan yang dimilikinya) untuk bergerak ke permukaan. Oleh kerana perlanggaran molekul-dinding mendominasi dalam aliran molekul, tindakan ini di antara molekul dan dinding menentukan tingkah laku aliran molekul.

Situasi ini adalah seperti yang diterangkan oleh Hukum Kosinus Knudsen yang menyatakan bahawa kebarangkalian relatif W bagi molekul yang meninggalkan permukaan ke dalam sudut pepejal dω yang membentuk sudut θ; dengan normal kepada permukaan adalah berkadar dengan cos? iaitu W = (d?/p)cos? atau fluks per unit sudut pepejal adalah di mana J(0) adalah fluks (per unit sudut pepejal) normal kepada permukaan (θ = 0) yang merupakan arah yang paling mungkin. Secara purata, molekul-molekul bergerak pada sudut yang tegak lurus terhadap permukaan.

Pengagihan kosinus Knudsen Diagram polar mewakili lokasi fluks (ketumpatan nombor) molekul yang dipancarkan dari elemen permukaan rata (purata). Magnitud setiap vektor adalah berkadar dengan kosinus θ.

Menariknya, pemahaman ini tentang sifat khusus desorpsi gas membetulkan proposisi salah Wolfgang Gaede.

Knudsen juga mempunyai minat yang mendalam dalam hidrograpi dan mengembangkan kaedah untuk menentukan sifat-sifat air laut (beliau adalah editor Jadual Hidrologi pada tahun 1901), namun sumbangan besarnya kepada sains vakum menjadikannya seorang Wira Vakum yang sebenar.

Rujukan:

• Sebuah kertas klasik awal adalah dari tahun 1910 (bersama Willard Fisher): Aliran Molekul dan Geseran Gas dalam Tiub: Ulasan Fizikal (Jilid I, Jilid 31, ms586 (1910).
• Idea-idea beliau mengenai Teori Kinetik diringkaskan dalam bukunya, Teori Kinetik Gas (London, 1934).
• Artikel Walter Steckelmacher: Aliran Knudsen 75 tahun kemudian (Laporan Kemajuan dalam Fizik, Jilid 49, hlm. 1083 -1986) adalah ringkasan yang sangat baik.

MKarl Manne Georg Siegbahn adalah seorang ahli fizik Sweden yang memenangi Hadiah Nobel dalam Fizik pada tahun 1924 "kerana penemuan dan penyelidikannya dalam bidang spektroskopi sinar-X." Yang menarik, anaknya (Kai Manne Börje), pada tahun 1981 juga memenangi Hadiah Nobel dalam Fizik "kerana sumbangannya kepada pembangunan spektroskopi elektron resolusi tinggi."

Karya awal Siegbahn senior sangat menumpukan perhatian kepada masalah elektrik dan magnet. Beliau bekerja di Universiti Lund dengan Rydberg dan setelah kematiannya, beliau menjadi Profesor pada tahun 1920. Siegbahn berpindah pada tahun 1923 ke kerusi Fizik di Universiti Uppsala dan beliau kemudiannya (1937) menjadi Profesor Penyelidikan Fizik Eksperimental di Akademi Sains Diraja Sweden. Pada tahun yang sama, beliau menjadi Pengarah pertama bagi Jabatan Fizik yang baru ditubuhkan di Institut Nobel Akademi.

Sejak tahun 1912, Seigbahn menumpukan kajiannya kepada spektroskopi sinar-X. Beliau akan membangunkan teknik dan amalan baru (contohnya tiub sinar-X dan kisi) yang membolehkan peningkatan intensiti sinaran dan ketepatan pengukuran yang lebih tinggi. Pada tahun 1916, beliau menemui kumpulan garis spektrum ke-3 (M siri). Kerja Seigbahn yang kemudian di Institut adalah untuk mengawasi pembangunan sebuah siklotron untuk penyelidikan fizik nuklear.

Siegbahn menggunakan vakum untuk eksperimennya dan pencariannya untuk tahap vakum yang lebih tinggi membawa kepada pengembangan Pam Siegbahn. Ini adalah mekanisme jenis seret yang berbeza daripada pam Gadae dan Holweck di mana sebuah cakera berputar di dalam rumah dengan alur spiral. Paten telah dicari beberapa tahun selepas pam itu pertama kali dibina pada tahun 1926. Tidak diketahui sama ada Siegbahn menyedari tentang paten pada pam seret Holweck. Dari tahun 1926 hingga 1940, unit-unit dibina di bengkel mesin universiti dan Leybold memegang lesen untuk pengeluaran sehingga tahun 1931.

Pam pertama adalah relatif kecil, dengan diameter 220 mm, dan tekanan akhir 1e-5 mbar serta tekanan awal 0,1 mbar. Kelajuan pamnya hanya 2 l/s. Setelah pengembangan lanjut, sebuah pam dengan kelajuan 30 l/s dihasilkan pada tahun 1943. Siegbahn kemudiannya menggambarkan mekanisme hibrid Siegbahn-Gaede dengan kelajuan 48 l/s.

Sebuah pam besar (diameter cakera 540mm) telah dibina untuk siklotron di Institut Nobel yang mempunyai 3 alur spiral (secara selari) dan kelajuan pam sebanyak 73 l/s.

Secara amnya, mekanisme Holweck lebih banyak digunakan dalam pam seret atau peringkat seret pam turbomolekul. Oleh kerana pam Siegbahn adalah satu siri cakera dan bukannya silinder, ia memberikan pam yang lebih padat. Dalam kes ini, walaupun mekanisme Holweck lebih efisien, Siegbahn mempunyai lebih banyak peringkat dan ini memberikan prestasi yang lebih baik.

Rujukan: http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1924/siegbahn-bio.html

Dilahirkan pada tahun 1878, di apa yang kini merupakan pelabuhan Jerman di Bremerhaven, Wolfgang Gaede memberikan sumbangan unik kepada aplikasi teori dan praktikal teknologi vakum semasa era pengindustrian yang semakin pesat yang berlaku pada akhir abad ke-19 dan separuh pertama abad ke-20.

Wolfgang Gaede lulus dari Universiti Freiburg dalam bidang fizik pada tahun 1901, setelah sebelumnya belajar perubatan. Dia mengembangkan pam vakum pertamanya sebagai respons kepada keperluan kajian pembantuannya ketika hanya pam Sprengel yang tersedia. Pam merkuri berputar (vakum tinggi) beliau telah dipatenkan pada tahun 1905, setahun selepas beliau didekati oleh Alfred Schmidt dari Leybold untuk menghasilkan pam tersebut. Leybold telah kalah kepada Pfeiffer yang mempunyai lesen untuk mengeluarkan pam Geryk, tetapi mekanisme Gaede memenuhi kekosongan dalam barisan perniagaan vakum Leybold dan merupakan permulaan kepada kerjasama yang panjang (dan tidak kurang juga menguntungkan). Memang, royalti beliau sebahagiannya membiayai makmal peribadinya di mana dengan pembiayaan tambahan daripada Leybold, beliau mengembangkan produk secara eksklusif untuk Leybold dihasilkan dan dipasarkan. Bukti menunjukkan bahawa Gaede tidak pernah membangunkan pam atas permintaan Leybold dan berbangga dengan hasil kerjanya yang bebas. Pada tahun 1915, Gaede mencipta pam penyebaran wap merkuri vakum tinggi yang membolehkan tekanan vakum tinggi yang tidak pernah dicapai sebelum ini.

Gaede mempunyai pelbagai minat di luar vakum dengan paten termasuk tanpa wayar dan peti sejuk dan menerima jawatan profesor penuh pada tahun 1919 di Institut Teknologi, Karlsruhe. Dia diakui sebagai rakan sebaya para ilmuwan vakum terkemuka pada zaman itu. Namun, dia mempunyai kepercayaan yang salah tentang sifat desorpsi (bertentangan dengan undang-undang kosinusoidal Knuden), tetapi walaupun begitu, dia mengakui potensi geseran molekul (friksi) untuk mengembangkan pam molekul Gaede (19). Proses geseran adalah prinsip mekanisme pam geseran molekul dalam teknologi kontemporari. Pada tahun 1930-an, Gaede mengembangkan lagi pam rotor bilah kapasiti besar dan prinsip ballast gas; satu aplikasi yang elegan bagi termodinamik dan teori kinetik. Ballast gas adalah aliran gas yang dikawal masuk ke dalam ruang pemutar sebelum mampatan maksimum dicapai. Ini membolehkan pelepasan wap tanpa pemeluwapan, sekali gus membolehkan pam wap tanpa akibat terhenti dan kesan merosakkan kepada pam yang disebabkan oleh pemeluwapan.

Pada tahun 1934, Gaede menjadi mangsa ‘pemburuan penyihir’ Gestapo kerajaan Nazi di universiti dan terpaksa bersara lebih awal dari jawatannya. Dia kemudiannya berpindah ke makmal di Munich. Leybold membayar perbelanjaan dan pampasannya sementara Gaede terus memegang lesen tetapi tanpa menerima sebarang royalti. Pengeboman sekutu telah memusnahkan bangunan makmalnya pada tahun 1944 dan Gaede meninggal dunia pada tahun 1945.

Rujukan:

• H. Henning Vakuum dalam Penyelidikan dan Amalan Jilid 13, Isu 3, Halaman 180 – 186 (2001)
• Sains dan Teknologi Vakum: Perintis Abad ke-20 P. A. Redhead Springer (1994) ms 43 ISBN 1563962489

Dilahirkan dari keturunan Itali di Berlin pada tahun 1880, Marcello Pirani ditakdirkan untuk memberikan sumbangan besar kepada teknologi vakum pada usia yang sangat muda. Dia menamatkan pengajian dalam Matematik dan Fizik dan kemudian menjalankan penyelidikan pascasiswazah pada tahun 1904, selepas itu menyertai kilang lampu pijar Siemens & Halske (Gluhampenwerk). Dia terutama bimbang tentang sumber cahaya tetapi juga pengeluaran lampu tantalum, yang memerlukan vakum yang lebih tinggi daripada lampu filamen karbon.

Satu masalah tertentu adalah dalam penggunaan pengukur vakum McLeod yang diperbuat daripada kaca. Mereka menghadapi masalah kerana beroperasi secara manual dan sangat sensitif terhadap kerosakan; menumpahkan merkuri beracun semasa berbuat demikian. Pirani mempertimbangkan masalah ini dan sebagai hasilnya, pada tahun 1906, beliau menerbitkan kertas kerjanya yang bertajuk ‘Pengukur Vakum yang Menunjukkan Secara Langsung’ yang dikenali sebagai ‘pengukur Pirani’: pengukur pertama yang membaca secara automatik.

Pengukur Pirani direka untuk mengukur tekanan rendah dengan memanfaatkan variasi kehilangan haba dari wayar dengan tekanan sekeliling. Filamen logam yang dipanaskan (biasanya platinum dalam alat pengukur moden) kehilangan haba kepada gas akibat perlanggaran molekul gas dengan wayar. Kehilangan haba bergantung kepada bilangan perlanggaran yang dibuat dengan wayar dan oleh itu tekanan/kepadatan gas. Apabila tahap vakum meningkat, bilangan molekul yang ada akan berkurang secara proporsional. Ini mempunyai kesan penyejukan yang berkurangan untuk wayar tersebut.

Rintangan elektrik sebatang wayar berbeza mengikut suhunya. Pengukur Pirani beroperasi dalam salah satu daripada tiga mod: voltan tetap, arus tetap atau rintangan tetap (iaitu suhu). Litar jambatan Wheatstone biasanya digunakan di mana filamen pengukur Pirani adalah salah satu lengan dari jambatan empat lengan. Bacaan pengukur perlu diperbetulkan atau dikalibrasi untuk gas yang berbeza (yang mempunyai konduktiviti terma yang berbeza). Berbanding dengan pengukur McLeod, pengukur Pirani mempunyai kelebihan kerana ia automatik. Alat pengukur moden boleh mengukur dari 100/10 hingga 10-4 mbar dengan sambungan kepada tekanan yang lebih tinggi dengan memanfaatkan kebergantungan tekanan terhadap kehilangan konveksi.

Pirani terus bekerja pada pengukuran optik suhu tinggi dan kemudian menyertai Osram pada tahun 1919 sebagai ketua biro saintifik-teknikal. Di sana, beliau melakukan penyelidikan secara meluas mengenai topik yang merangkumi penyerapan gas oleh tantalum hingga peralihan dari lampu pijar kepada lampu pelepasan gas. Semasa beliau berada dalam industri, beliau memegang beberapa jawatan di Universiti Teknikal dan Technishe Hochschule, kedua-duanya di Berlin.

Sejak 1936, Pirani bekerja di UK dalam pelbagai aktiviti seperti bahan tahan suhu tinggi hingga penggunaan debu arang batu halus. Dia kembali ke Jerman pada tahun 1953 untuk memberi nasihat kepada Osram sebelum meninggal dunia pada usia 88 tahun di bandar kelahirannya.

Dilahirkan pada tahun 1898 di Belanda, Pieter Clausing mempunyai nasib baik untuk diajar di Universiti Amsterdam dan Leiden oleh tokoh-tokoh terkenal seperti Onnes, Lorentz dan Ehrenfest.

Selepas menyertai Philips Research Laboratories pada tahun 1923, beliau mula bekerja pada teori gas jarang dan masa kediaman (molekul pada permukaan), yang menjadi subjek tesis PhD beliau pada tahun 1928. Clausing meneruskan pelbagai aktiviti termasuk penyelidikan mengenai bahan untuk tiub elektron dan lampu, pengeluaran peranti vakum tinggi dan minat peribadi yang kuat dalam pengajian teologi; di mana beliau akan menerbitkan beberapa buku.

Beberapa bidang yang paling signifikan dalam kerja Clausing (pada tempoh 1926-1933) yang berkaitan dengan fizik vakum tertumpu pada beberapa kawasan:

• mengenai sokongan untuk pantulan meresap molekul dari permukaan
• pembangunan formula untuk aliran dalam tiub sepanjang mana-mana dalam aliran molekul dan penggubalan faktor Clausing (atau kebarangkalian laluan) yang berkaitan
• kertas seminal ‘Hukum kosinus sebagai akibat daripada hukum kedua termodinamik’ dan ‘Aliran gas yang sangat jarang melalui tiub dengan panjang sewenang-wenangnya’
• pengenalan kesan ‘beaming’ (atau corak ‘jet’) yang berkaitan dengan profil molekul yang keluar dari tiub dan bukaan ‘panjang’. Ini adalah untuk menunjukkan penyimpangan yang sangat signifikan dari hukum kosinus untuk aliran yang keluar dari tiub dan bukaan 'panjang'; oleh itu, hukum kosinus hanya berlaku untuk desorpsi dari permukaan dan aliran melalui bukaan yang sangat nipis.

Clausing bekerja (dalam bahan dan vakum) menerbitkan banyak kertas dan paten di Philips Research Laboratories sehingga beliau bersara pada tahun 1961. Pada ketika ini, Philips telah sepenuhnya ditubuhkan sebagai pusat penyelidikan vakum terkemuka di dunia dan kerja Clausing di sana masih digunakan hingga hari ini.

Artikel ini berdasarkan profil Pieter Clausing dalam Vacuum Science and Technology: perintis abad ke-20 hlm 28. Disunting oleh P A Redhead, American Vacuum Society (1994)

Karl Manne Georg Siegbahn adalah seorang ahli fizik Sweden yang memenangi Hadiah Nobel dalam Fizik pada tahun 1924 "kerana penemuan dan penyelidikannya dalam bidang spektroskopi sinar-X." Yang menarik, anaknya (Kai Manne Börje), pada tahun 1981 juga memenangi Hadiah Nobel dalam Fizik "kerana sumbangannya kepada pembangunan spektroskopi elektron resolusi tinggi."

Karya awal Siegbahn senior sangat menumpukan perhatian kepada masalah elektrik dan magnet. Beliau bekerja di Universiti Lund dengan Rydberg dan setelah kematiannya, beliau menjadi Profesor pada tahun 1920. Siegbahn berpindah pada tahun 1923 ke kerusi Fizik di Universiti Uppsala dan beliau kemudiannya (1937) menjadi Profesor Penyelidikan Fizik Eksperimental di Akademi Sains Diraja Sweden. Pada tahun yang sama, beliau menjadi Pengarah pertama bagi Jabatan Fizik yang baru ditubuhkan di Institut Nobel Akademi.

Sejak tahun 1912, Seigbahn menumpukan kajiannya kepada spektroskopi sinar-X. Beliau akan membangunkan teknik dan amalan baru (contohnya tiub sinar-X dan kisi) yang membolehkan peningkatan intensiti sinaran dan ketepatan pengukuran yang lebih tinggi. Pada tahun 1916, beliau menemui kumpulan garis spektrum ke-3 (M siri). Kerja Seigbahn yang kemudian di Institut adalah untuk mengawasi pembangunan sebuah siklotron untuk penyelidikan fizik nuklear.

Siegbahn menggunakan vakum untuk eksperimennya dan pencariannya untuk tahap vakum yang lebih tinggi membawa kepada pengembangan Pam Siegbahn. Ini adalah mekanisme jenis seret yang berbeza daripada pam Gadae dan Holweck di mana sebuah cakera berputar di dalam rumah dengan alur spiral. Paten telah dicari beberapa tahun selepas pam itu pertama kali dibina pada tahun 1926. Tidak diketahui sama ada Siegbahn menyedari tentang paten pada pam seret Holweck. Dari tahun 1926 hingga 1940, unit-unit dibina di bengkel mesin universiti dan Leybold memegang lesen untuk pengeluaran sehingga tahun 1931.

Pam pertama adalah relatif kecil, dengan diameter 220 mm, dan tekanan akhir 1e-5 mbar serta tekanan awal 0,1 mbar. Kelajuan pamnya hanya 2 l/s. Setelah pengembangan lanjut, sebuah pam dengan kelajuan 30 l/s dihasilkan pada tahun 1943. Siegbahn kemudiannya menggambarkan mekanisme hibrid Siegbahn-Gaede dengan kelajuan 48 l/s.

Sebuah pam besar (diameter cakera 540mm) telah dibina untuk siklotron di Institut Nobel yang mempunyai 3 alur spiral (secara selari) dan kelajuan pam sebanyak 73 l/s.

Secara amnya, mekanisme Holweck lebih banyak digunakan dalam pam seret atau peringkat seret pam turbomolekul. Oleh kerana pam Siegbahn adalah satu siri cakera dan bukannya silinder, ia memberikan pam yang lebih padat. Dalam kes ini, walaupun mekanisme Holweck lebih efisien, Siegbahn mempunyai lebih banyak peringkat dan ini memberikan prestasi yang lebih baik.

Rujukan: http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1924/siegbahn-bio.html