Para experiências de física a temperaturas muito baixas, como as realizadas na Universidade de Leiden, são utilizados crióstatos. Trata-se de sistemas de arrefecimento que permitem arrefecer um sistema até próximo do zero absoluto (0,01 Kelvin).
Para o primeiro passo de arrefecimento, é utilizado o chamado refrigerador de tubo de impulsos (PTR). Este PTR utiliza um circuito fechado de gás hélio que é periodicamente comprimido na parte quente do sistema e depois expandido nas partes frias do PTR, que se encontram no interior do crióstato. Neste processo, as vibrações são libertadas.
Para melhorar a investigação de partículas subatómicas na Faculdade de Física da Universidade de Leiden, foi pedido à ACE que concebesse uma estrutura que reduzisse as vibrações do crióstato. Uma equipa multidisciplinar projetou e concretizou uma solução para isolamento de vibrações com uma estrutura dupla:
- uma estrutura interna primária que suporta a experiência; mecanicamente isolada da estrutura externa,
- uma estrutura exterior secundária, paralela à estrutura pré-existente, com uma rigidez muito elevada, que suporta o refrigerador de tubo de impulsos (PTR) gerador de vibrações, suprimindo assim as vibrações.
A nova estrutura secundária tem um anel soldado no topo, no qual o tubo de impulsos é montado. Assim, o tubo de impulsos foi separado do resto do crióstato. As estruturas foram concebidas de modo a que as estruturas primária e secundária sejam montadas em vigas de suporte diferentes e estejam mecanicamente completamente separadas.
Para fechar a câmara de vácuo do crióstato, era ainda necessária uma ligação flexível mas estanque ao vácuo entre o crióstato e o tubo de impulsos, neste caso um fole soldado ao aro. Devido às forças resultantes do tubo de impulsos e à desejada redução dos níveis de vibração, a equipa determinou que a estrutura e a ligação de vácuo deveriam cumprir os seguintes requisitos:
- rigidez da estrutura do fole 1*E8 N/m
- rigidez do fole inferior a 1*E3 N/m
O mais importante é que as vibrações que estavam anteriormente presentes a 1,4 Hz e 2,8 Hz (a frequência do tubo de impulsos) já não são observadas. O nível de vibração parece agora ser limitado pelas vibrações presentes no laboratório.
O projeto foi realizado numa parceria de 7 elementos, incluindo a Hittech Multin, a Innoseis, a Universidade de Leiden e a ACE. Para mais informações, consultar a publicação abaixo.
