Sự kiện khoa học chân không: phát minh và những anh hùng của chúng Hãy tìm hiểu thêm về nền tảng của công nghệ chân không

Nhà khoa học huyền thoại người Pháp Fernand Holweck sinh năm 1890 và đã tạo ra tác động đáng kể đến một loạt các hoạt động ngoạn mục mà ngày nay vẫn có liên quan cao. Ông học tại Trường Vật lý và Hóa học và tốt nghiệp năm 1910 sau khi làm việc trong số những người nổi tiếng như Pierre Curie và Paul Langevin.

Năm 1912, ông trở thành trợ lý của Marie Curie và đóng một vai trò cốt lõi trong sự phát triển của Viện Curie. Ông là một nhà thí nghiệm xuất sắc và được công nhận là đã đóng góp nhiều hơn bất kỳ ai khác vào việc hệ thống hóa kỹ thuật phóng xạ, được tạo ra tại Phòng thí nghiệm Curie và lan rộng trên toàn thế giới.

Trong Chiến tranh thế giới thứ nhất, ông đã làm việc với Louis de Broglie để phát triển các kỹ thuật siêu âm để phát hiện tàu ngầm. Năm 1922, ông nhận bằng Tiến sĩ về nghiên cứu tia X mềm, thu hẹp khoảng cách hiểu biết giữa vùng tia cực tím xa và tia X: một nghiên cứu cổ điển về quang phổ tia X của các nguyên tố có số nguyên tử thấp. Trong số những đóng góp khác, Holweck đã phát triển pendulum trọng lượng (để khảo sát), một ống vô tuyến công suất cao có thể tháo rời, ông đã làm việc trên các van nhiệt ion và xây dựng tầng ống tia X tăng tốc liên tiếp đầu tiên. Ông cũng là người đầu tiên phát triển sự tập trung của điện tử và quang điện tử; về mặt này, ông đi đầu trong sự phát triển của truyền hình.

Trong những hoạt động sau này, việc sử dụng và quan tâm đến việc cải thiện các kỹ thuật chân không đã được mở rộng. Vì mục đích này, ông đã thiết kế và chế tạo bơm chân không phân tử Holweck vào năm 1920, đạt được mức chân không 10-6 mbar, đóng góp đáng kể cho nghiên cứu và công nghiệp phụ thuộc vào chân không. Trong bơm phân tử Holweck, hoạt động bơm được tạo ra bởi rôto thường ở dạng xi lanh trơn. Stator được trang bị các rãnh dẫn hướng xoắn ốc. Thiết kế của cấu trúc cũng có thể được đảo ngược, với stator trơn tru và rotor có các rãnh dẫn hướng. Nguyên tắc này là một trong những cách khai thác lực kéo phân tử. Ngày nay vẫn còn bơm Holweck hoàn toàn, nhưng nguyên tắc Holweck hiện nay được sử dụng chủ yếu kết hợp với bơm turbo phân tử cánh quạt, trong đó giai đoạn Holweck tạo điều kiện xả khí đến áp suất ngược cao và cung cấp khí quy trình cao trong suốt. Những máy bơm này đóng một vai trò quan trọng và không thể thiếu trong các kỹ thuật chân không được sử dụng trong sản xuất vi điện tử hiện đại.

Holweck tiếp tục sử dụng máy bơm này cho nghiên cứu của mình về tia X và các ứng dụng phóng xạ sinh học tại Phòng thí nghiệm Pasteur. Năm 1929, ông xác nhận một cách độc lập, sự giải thích định lượng về tác động sinh học của bức xạ đối với vi sinh vật và sau đó đối với vi khuẩn, nấm và vi rút.

Năm 1938-1939, Holweck tham gia một nhóm các nhà khoa học chân không Pháp từ học thuật và công nghiệp để thành lập Hiệp hội chân không quốc gia đầu tiên nhằm thúc đẩy khoa học và kỹ thuật chân không thông qua giáo dục, sau đó trở thành 'Hiệp hội Kỹ sư và Kỹ thuật viên chân không Pháp'.

Trong thời kỳ chiếm đóng của Đức tại Pháp vào năm 1940, Holweck và công việc của ông được theo dõi chặt chẽ. Mặc dù sự an toàn cá nhân của anh ấy có nguy cơ cao, nhưng anh ấy từ chối rời Paris và tham gia kháng chiến. Ông bị Gestapo bắt giữ vào tháng 12 năm 1941 và qua đời ngay sau khi bị bắt giữ trong khi bị tra tấn.

Năm 1945, các Hiệp hội Vật lý Pháp và Anh, để tưởng niệm Fernand Holweck, đã khởi xướng huy chương Holweck. Giải thưởng được trao thay thế bởi Hội đồng Viện Vật lý cho một nhà vật lý Pháp và bởi Hội đồng Xã hội Pháp cho một nhà vật lý có trụ sở tại Anh hoặc Ireland. Việc lựa chọn được thực hiện từ danh sách ba người được đề cử do Hội đồng khác nộp.

Di sản của Holweck về chân không và khoa học nói chung là không thể chối cãi, tuy nhiên, có lẽ tốt nhất là để một trong những chuyên gia thường niên của ông viết vào năm 1942 trong Khoa học (Vol. 96 Số 2493 p33) 'Anh ấy đã trả giá bằng cuộc sống vì tình yêu của mình đối với tự do và cho đất nước của mình. Ví dụ của ông sẽ truyền cảm hứng cho tất cả các nhà khoa học trên thế giới trong cuộc chiến vì tự do và dân chủ".

Martin Knudsen đã đóng góp rất lớn vào khoa học chân không và đặc biệt là hiểu biết về dòng chảy trong các phần khác nhau của phổ chân không. Ông sinh ra ở khu vực Fyn của Đan Mạch vào năm 1871 và vào năm 1896, sau 6 năm học tập, đã đạt được bằng Thạc sĩ Khoa học chuyên ngành (khoa vật lý tương đối mới được thiết lập). Đó là tại Đại học Copenhagen, trong thời gian đó ông làm trợ lý cho Christiansen, người không lâu sau đó sẽ hướng dẫn Neils Bohr.

Knudsen rất quan tâm đến lý thuyết kintec về khí và là người đầu tiên áp dụng nó cho khí hiếm để trở thành "cha đẻ" của khoa học chân không hiện đại. Kỹ năng thí nghiệm vượt trội của ông cho phép xác minh dự đoán từ phân phối Maxwell-Boltzmann của luồng khí qua cổng dò. Từ đây là khái niệm về tế bào Knusden là yếu tố cơ bản cho epitaxy chùm tia phân tử.

Phân tích các hiệu ứng nhiệt tại các bề mặt dẫn đến việc phát triển đồng hồ đo Knusden và giới thiệu hệ số điều hòa nhiệt. Sau đó, ông xem xét máy đo độ nhớt bằng cách phân tích chuyển động của các phân tử khí giữa các đĩa di chuyển.

Knudsen có thể được biết đến và ghi nhớ tốt nhất bằng cách đặt tên cho số Knudsen Kn = λ/d, trong đó λ là đường tự do trung bình của phân tử khí trong hệ thống và d là một kích thước đặc trưng (thường là đường kính ống hoặc buồng hoặc chiều dài mặt cắt ngang).

Chế độ dòng chảy liên tục hoặc nhớt ii trong đó Kn < 0,01 và phân tử chi phối hành vi khí hoạt động như chất lỏng. Trong dòng chảy phân tử hoặc Knudsen, nơi Kn > 1 (hoặc đối với một số tác giả >0,5 hoặc > 3), các va chạm bề mặt phân tử chiếm ưu thế và sự tương tác của một phân tử khí với, ví dụ, một thành khoang là rất quan trọng để hiểu chế độ dòng chảy này. Chế độ dòng chảy chuyển tiếp là khi 1 > Kn > 0,01 đây là chế độ đặc biệt khó phân tích.

Đối với một hộp có chiều dài l, số va chạm phân tử-bề mặt/phân tử-phân tử là 3 λ/l. do đó phạm vi 1 < Kn < 10 được gọi là sự đi qua 'gần như không có' của các phân tử trong một ống. Việc áp dụng thực tế này đặc biệt quan trọng trong việc tính toán xác suất truyền phân tử.

Phân tích của Knudsen về hành vi của các phân tử trên bề mặt cũng là phân tử. Một phân tử va chạm với bề mặt thích ứng với bề mặt và sau một thời gian lưu lại (có thể thay đổi trong một phạm vi rất lớn). Sau khi rời khỏi bề mặt (một quá trình được gọi là khử hấp thụ), phân tử không có bộ nhớ về hướng nó đã đi (hoặc tốc độ nó đã đi) đến bề mặt. Vì sự va chạm giữa thành phân tử chiếm ưu thế trong dòng chảy phân tử, hành động này tại giao diện thành phân tử quyết định hành vi dòng chảy phân tử.

Tình huống này được mô tả bởi Định luật cosinus Knudsen quy định rằng xác suất tương đối W của các phân tử rời khỏi bề mặt thành một góc rắn dω tạo thành góc θ; với bình thường với bề mặt tỷ lệ với cos? i.e. W = (d?/p)cos? hoặc flux trên mỗi đơn vị góc rắn là trong đó J(0) là flux (mỗi đơn vị góc rắn) bình thường với bề mặt (θ = 0) là hướng có khả năng nhất. Trung bình, các phân tử rời đi theo góc bình thường với bề mặt.

Phân phối cosinus Knudsen Sơ đồ cực đại diện cho vị trí của dòng chảy (mật độ số) của các phân tử phát ra từ một nguyên tố bề mặt phẳng (trung bình). Biên độ của mỗi vectơ tỷ lệ với cosinus θ.

Điều thú vị là sự hiểu biết này có sửa chữa các đề xuất sai lầm của Wolfgang Gaede hay không.

Knudsen cũng rất quan tâm đến thủy văn và đã phát triển các phương pháp xác định các đặc tính của nước biển (anh là biên tập viên của Bảng thủy lý vào năm 1901), tuy nhiên, những đóng góp tuyệt vời của anh đối với khoa học chân không đã khiến anh trở thành một Anh hùng chân không thực sự.

Tham chiếu:

• Một bài báo cổ điển từ năm 1910 (với Willard Fisher): The Molecular and Frictional Flow of Gases in Tubes:Physical Review (Sê-ri I, Tập 31, p586 (1910).
• Ý tưởng của ông về Lý thuyết động học được tóm tắt trong cuốn sách của ông, Lý thuyết động học của khí (London, 1934).
• Bài viết của Walter Steckelmacher: Knudsen flow 75 years on (Reports on Progress in Physics ,Volume 49, p1083 -1986) là một tóm tắt tuyệt vời.

MKarl Manne Georg Siegbahn là một nhà vật lý người Thụy Điển đã giành được Giải Nobel Vật lý năm 1924 "vì những khám phá và nghiên cứu của ông trong lĩnh vực quang phổ tia X". Đáng chú ý là con trai của ông (Kai Manne Börje), năm 1981 cũng đã giành được Giải Nobel Vật lý "vì đóng góp của ông vào sự phát triển của quang phổ điện tử độ phân giải cao".

Công việc rất sớm của cựu giám đốc Siegbahn tập trung vào các vấn đề về điện và từ tính. Ông làm việc tại Đại học Lund với Rydberg và qua đời trở thành Giáo sư vào năm 1920. Năm 1923, Siegbahn chuyển sang vị trí Chủ tịch Vật lý tại Đại học Uppsala và sau đó (1937) trở thành Giáo sư Nghiên cứu Vật lý Thí nghiệm tại Học viện Khoa học Hoàng gia Thụy Điển. Cùng năm đó, ông trở thành Giám đốc đầu tiên của Khoa Vật lý mới thành lập của Viện Nobel của Học viện được thành lập.

Từ năm 1912 trở đi, Seigbahn tập trung nghiên cứu về quang phổ tia X. Anh ấy phải phát triển các kỹ thuật và thực hành mới (ví dụ: ống tia X và lưới) cho phép tăng cường độ bức xạ và tăng độ chính xác của phép đo. Năm 1916, ông phát hiện ra nhóm đường quang phổ thứ 3 (sê-ri M). Công việc sau đó của Seigbahn tại Viện là giám sát sự phát triển của một cyclotron để nghiên cứu vật lý hạt nhân.

Siegbahn đã sử dụng chân không cho các thí nghiệm của mình và việc tìm kiếm các mức chân không cao hơn đã dẫn đến sự phát triển của Bơm Siegbahn. Đây là một cơ chế kiểu kéo khác với bơm Gadae và Holweck ở chỗ một đĩa xoay bên trong vỏ có rãnh xoắn ốc. Bằng sáng chế đã được tìm kiếm một vài năm sau khi bơm được chế tạo lần đầu tiên vào năm 1926. Không biết liệu Siegbahn có biết bằng sáng chế về bơm kéo Holweck hay không Từ năm 1926-1940, các thiết bị được chế tạo trong xưởng máy của trường đại học và Leybold có giấy phép sản xuất cho đến năm 1931.

Các bơm đầu tiên tương đối nhỏ, đường kính 220 mm, với và cuối cùng là 1e-5 mbar và áp suất đầu vào là 0,1 mbar. Tốc độ bơm của nó chỉ là 2 l/giây. Sau khi phát triển thêm, một máy bơm với tốc độ 30 l/giây được sản xuất vào năm 1943. Sau đó, Siegbahn mô tả một cơ chế Seigbhan-Gaede lai với tốc độ 48 l/giây.

Một máy bơm lớn (đường kính đĩa 540mm) được chế tạo cho cyclotron tại Viện Nobel có 3 rãnh xoắn ốc (song song) và tốc độ bơm là 73 l/giây.

Nói chung, cơ chế Holweck được sử dụng rộng rãi hơn trong bơm kéo hoặc giai đoạn kéo của bơm turbo phân tử. Vì bơm Siegbahn là một loạt các đĩa chứ không phải xi lanh, nó mang lại một bơm nhỏ gọn hơn. Trong trường hợp này, mặc dù cơ chế Holweck hiệu quả hơn, Siegbahn có nhiều giai đoạn hơn và điều này giúp tăng hiệu suất.

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

Sinh năm 1878, tại cảng Bremerhaven của Đức, Wolfgang Gaede đã có những đóng góp độc đáo cho các ứng dụng lý thuyết và thực tế của công nghệ chân không trong thời đại tăng tốc công nghiệp hóa diễn ra ở phần sau của thế kỷ 19 và nửa đầu của thế kỷ 20.

Wolfgang Gaede tốt nghiệp Vật lý tại Đại học Freiburg vào năm 1901, sau khi học y khoa. Ông đã phát triển bơm chân không đầu tiên của mình để đáp ứng nhu cầu của các nghiên cứu trợ lý của mình khi chỉ có một máy bơm Sprengel. Máy bơm thủy ngân xoay (chân không cao) của ông được cấp bằng sáng chế vào năm 1905, một năm sau khi Alfred Schmidt của Leybold tiếp cận để sản xuất máy bơm. Leybold đã thua Pfeiffer, người có giấy phép sản xuất bơm Geryk, nhưng cơ chế của Gaede đã lấp đầy khoảng trống trong lĩnh vực kinh doanh chân không của Leybold và là sự khởi đầu của một mối quan hệ đối tác lâu dài (và không có lợi nhuận nhỏ). Thực tế, bản quyền của ông đã tài trợ một phần cho phòng thí nghiệm tư nhân của mình, nơi ông đã phát triển các sản phẩm độc quyền cho Leybold để sản xuất và tiếp thị với khoản tài trợ bổ sung từ Leybold. Bằng chứng cho thấy rằng Gaede chưa bao giờ phát triển một máy bơm theo yêu cầu của Leybold và được ca ngợi trong tay tự do của mình. Năm 1915, Gaede phát minh ra máy bơm khuếch tán hơi thủy ngân chân không cao cho phép áp suất chân không cao chưa từng có trước đây.

Gaede có một loạt các sở thích bên ngoài chân không với các bằng sáng chế bao gồm không dây và tủ lạnh và nhận được vị trí giáo sư đầy đủ vào năm 1919 tại Viện Công nghệ, Karlsruhe. Ông là một đồng nghiệp được công nhận của các nhà khoa học chân không chiếu sáng trong thời đại này. Tuy nhiên, ông đã có một niềm tin sai lầm về bản chất của sự khử hấp thụ (đối kháng với định luật đồng tâm của Knuden), nhưng mặc dù vậy, ông đã nhận ra tiềm năng của lực kéo phân tử (ma sát) để phát triển bơm phân tử Gaede (19). Quy trình kéo là nguyên tắc của cơ chế bơm lực kéo phân tử trong công nghệ hiện đại. Vào những năm 1930, Gaede đã phát triển thêm các bơm cánh quạt xoay công suất lớn và nguyên tắc dung môi khí; một ứng dụng thanh lịch về nhiệt động học và lý thuyết động học. Khí dung môi là luồng khí được kiểm soát đi vào buồng của máy xoay trước khi đạt được mức nén tối đa. Điều này cho phép xả hơi nước mà không ngưng tụ, do đó cho phép bơm hơi nước mà không có hậu quả ngừng hoạt động và ảnh hưởng gây hư hỏng đến bơm do ngưng tụ.

Năm 1934, Gaede trở thành nạn nhân của cuộc "săn phù thủy" của chính phủ Nazi tại các trường đại học và bị buộc phải nghỉ hưu sớm. Sau đó, ông chuyển đến các phòng thí nghiệm ở Munich. Leybold đã thanh toán chi phí và bồi thường khi Gaede tiếp tục giữ giấy phép nhưng không nhận được bất kỳ khoản phí nào. Nổ bom đồng minh phá hủy các tòa nhà phòng thí nghiệm của ông vào năm 1944 và Gaede tử vong vào năm 1945.

Tham chiếu:

• H. Henning Chân không trong nghiên cứu và thực hành Tập 13, Số 3 , Trang 180 - 186 (2001)
• Khoa học và công nghệ chân không: Những người tiên phong của thế kỷ 20 P. A. Redhead Springer (1994) p43 ISBN 1563962489

Sinh ra ở Berlin vào năm 1880, Marcello Pirani được định mệnh là đóng góp lớn vào công nghệ chân không từ rất sớm. Ông hoàn thành chương trình Toán học và Vật lý, sau đó tiến hành nghiên cứu sau đại học vào năm 1904, sau đó gia nhập nhà máy đèn đốt của Siemens & Halske (Gluhampenwerk). Ông chủ yếu quan tâm đến các nguồn ánh sáng nhưng cũng quan tâm đến việc sản xuất đèn tantan, trong đó yêu cầu chân không cao hơn so với đèn sợi carbon.

Một vấn đề đặc biệt là việc sử dụng đồng hồ McLeod thủy tinh để đo chân không. Họ gặp vấn đề khi vận hành thủ công và đặc biệt nhạy cảm với vỡ; đổ thủy ngân độc hại khi làm như vậy. Pirani xem xét vấn đề này và kết quả là vào năm 1906, ông xuất bản bài báo của mình có tên là "Directly Indicating Vacuum Gauge" (Máy đo chân không chỉ thị trực tiếp), được gọi là "Pirani gauge" (Máy đo Pirani): máy đo tự động đầu tiên.

Máy đo Pirani được thiết kế để sử dụng để đo áp suất thấp bằng cách sử dụng sự biến đổi của tổn thất nhiệt từ dây với áp suất xung quanh. Một sợi kim loại nóng (thường là bạch kim trong đồng hồ đo hiện đại) mất nhiệt cho khí do các phân tử khí va chạm với dây. Mất nhiệt phụ thuộc vào số lượng va chạm với dây và do đó áp suất/mật độ của khí. Khi mức chân không tăng lên, số lượng phân tử hiện diện sẽ giảm theo tỷ lệ. Điều này làm giảm hiệu quả làm mát cho dây.

Điện trở của dây điện thay đổi theo nhiệt độ. Đồng hồ Pirani hoạt động theo một trong ba chế độ: điện áp không đổi, dòng điện không đổi hoặc điện trở không đổi (tức là nhiệt độ). Mạch cầu Wheatstone thường được sử dụng khi sợi đo Pirani là một cánh của cầu bốn cánh. Các chỉ số của máy đo phải được điều chỉnh hoặc hiệu chuẩn cho các loại khí khác nhau (có độ dẫn nhiệt khác nhau). So với máy đo McLeod, máy đo Pirani có ưu điểm là tự động. Đồng hồ đo hiện đại có thể đo từ 100/10 đến 10-4 mbar với sự mở rộng đến áp suất cao hơn bằng cách khai thác sự phụ thuộc vào áp suất của tổn thất đối lưu.

Pirani tiếp tục làm việc trên các phép đo quang học ở nhiệt độ cao và sau đó gia nhập Osram vào năm 1919 với vai trò là Trưởng phòng khoa học-kỹ thuật. Tại đó, ông nghiên cứu rộng rãi các chủ đề từ sự hấp thụ khí bằng tantan đến quá trình chuyển đổi từ đèn đốt sang đèn xả khí. Trong thời gian làm việc trong ngành, ông giữ nhiều vị trí tại Đại học Kỹ thuật và Đại học Kỹ thuật, cả hai đều ở Berlin.

Từ năm 1936, Pirani đã làm việc tại Vương quốc Anh trong các hoạt động đa dạng như vật liệu chịu nhiệt độ cao đến việc sử dụng bụi than mịn. Năm 1953, ông quay lại Đức để tư vấn cho Osram trước khi qua đời ở tuổi 88 tại thành phố nơi ông sinh ra.

Sinh năm 1898 tại Hà Lan, Pieter Clausing may mắn được dạy học tại các Đại học Amsterdam và Leiden bởi các nhà sáng tạo nổi tiếng như Onnes, Lorentz và Ehrenfest.

Sau khi gia nhập Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Philips vào năm 1923, ông đầu tiên làm việc trên lý thuyết về khí hiếm và thời gian tồn tại (của các phân tử trên bề mặt), điều này sẽ là chủ đề của Luận án Tiến sĩ của ông vào năm 1928. Clausing theo đuổi một loạt các hoạt động bao gồm nghiên cứu về vật liệu cho ống điện tử và đèn, sản xuất các thiết bị chân không cao và sự quan tâm cá nhân mạnh mẽ đến các nghiên cứu chính thức về thần học; trên đó ông sẽ xuất bản một số cuốn sách.

Một số lĩnh vực quan trọng nhất trong công việc của Clausing (trong giai đoạn 1926-1933) liên quan đến vật lý chân không tập trung vào một số lĩnh vực:

• hỗ trợ phản xạ khuếch tán của các phân tử từ bề mặt
• phát triển các công thức cho dòng chảy trong các ống có chiều dài bất kỳ trong dòng chảy phân tử và các bảng liên quan của các yếu tố Clausing (hoặc xác suất đi qua)
• các bài báo "Định luật cosinus là kết quả của định luật chính thứ hai của nhiệt động lực học" và "Luồng khí rất hiếm qua các ống có chiều dài tùy ý"
• xác định hiệu ứng 'chùm tia' (hoặc mẫu 'tia') liên quan đến cấu hình của các phân tử thoát ra khỏi ống và cổng dò 'dài'. Điều này cho thấy sự sai lệch rất đáng kể so với định luật cosinus đối với dòng chảy thoát ra khỏi ống và cổng dò 'dài'; do đó, định luật cosinus chỉ áp dụng cho việc giải hấp từ các bề mặt và dòng chảy qua các cổng dò rất mỏng.

Clausing phải làm việc (về vật liệu và chân không) xuất bản nhiều giấy tờ và bằng sáng chế tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Philips cho đến khi nghỉ hưu vào năm 1961. Đến giai đoạn này, Philips đã được thành lập hoàn toàn như một trung tâm hàng đầu thế giới về nghiên cứu chân không và công việc của Clausing được áp dụng cho đến ngày nay.

Bài viết này dựa trên hồ sơ của Pieter Clausing trong Khoa học và Công nghệ Chân không: những người tiên phong của thế kỷ 20 trang 28. Biên tập bởi P A Redhead, Hiệp hội Chân không Hoa Kỳ (1994)

Karl Manne Georg Siegbahn là một nhà vật lý người Thụy Điển đã giành được Giải Nobel Vật lý vào năm 1924 "vì những khám phá và nghiên cứu của ông trong lĩnh vực quang phổ tia X." Đáng chú ý là con trai của ông (Kai Manne Börje), vào năm 1981 cũng đã giành được Giải Nobel Vật lý "vì đóng góp của ông vào sự phát triển của quang phổ điện tử độ phân giải cao".

Công việc rất sớm của cựu giám đốc Siegbahn tập trung vào các vấn đề về điện và từ tính. Ông làm việc tại Đại học Lund với Rydberg và qua đời trở thành Giáo sư vào năm 1920. Năm 1923, Siegbahn chuyển sang vị trí Chủ tịch Vật lý tại Đại học Uppsala và sau đó (1937) trở thành Giáo sư Nghiên cứu Vật lý Thí nghiệm tại Học viện Khoa học Hoàng gia Thụy Điển. Cùng năm đó, ông trở thành Giám đốc đầu tiên của Khoa Vật lý mới thành lập của Viện Nobel của Học viện được thành lập.

Từ năm 1912 trở đi, Seigbahn tập trung nghiên cứu về quang phổ tia X. Anh ấy phải phát triển các kỹ thuật và thực hành mới (ví dụ: ống tia X và lưới) cho phép tăng cường độ bức xạ và tăng độ chính xác của phép đo. Năm 1916, ông phát hiện ra nhóm đường quang phổ thứ 3 (sê-ri M). Công việc sau đó của Seigbahn tại Viện là giám sát sự phát triển của một cyclotron để nghiên cứu vật lý hạt nhân.

Siegbahn đã sử dụng chân không cho các thí nghiệm của mình và việc tìm kiếm các mức chân không cao hơn đã dẫn đến sự phát triển của Bơm Siegbahn. Đây là một cơ chế kiểu kéo khác với bơm Gadae và Holweck ở chỗ một đĩa xoay bên trong vỏ có rãnh xoắn ốc. Bằng sáng chế đã được tìm kiếm một vài năm sau khi bơm được chế tạo lần đầu tiên vào năm 1926. Không biết liệu Siegbahn có biết bằng sáng chế về bơm kéo Holweck hay không Từ năm 1926-1940, các thiết bị được chế tạo trong xưởng máy của trường đại học và Leybold có giấy phép sản xuất cho đến năm 1931.

Các bơm đầu tiên tương đối nhỏ, đường kính 220 mm, với và cuối cùng là 1e-5 mbar và áp suất đầu vào là 0,1 mbar. Tốc độ bơm của nó chỉ là 2 l/giây. Sau khi phát triển thêm, một máy bơm với tốc độ 30 l/giây được sản xuất vào năm 1943. Sau đó, Siegbahn mô tả một cơ chế Seigbhan-Gaede lai với tốc độ 48 l/giây.

Một máy bơm lớn (đường kính đĩa 540mm) được chế tạo cho cyclotron tại Viện Nobel có 3 rãnh xoắn ốc (song song) và tốc độ bơm là 73 l/giây.

Nói chung, cơ chế Holweck được sử dụng rộng rãi hơn trong bơm kéo hoặc giai đoạn kéo của bơm turbo phân tử. Vì bơm Siegbahn là một loạt các đĩa chứ không phải xi lanh, nó mang lại một bơm nhỏ gọn hơn. Trong trường hợp này, mặc dù cơ chế Holweck hiệu quả hơn, Siegbahn có nhiều giai đoạn hơn và điều này giúp tăng hiệu suất.

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