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Fachabteilungen am Max-Planck-Institut für Physik

Elektronik

Eine Mitarbeiterin der Elektronik-Abteilung prüft Kabelverbindungen von Kameramodulen des MAGIC-Teleskops
Eine Mitarbeiterin der Elektronik-Abteilung prüft Kabelverbindungen von Kameramodulen des MAGIC-Teleskops (Foto: A. Griesch/MPP)

Die Abteilung “Elektronik” ist in fast allen wissenschaftlichen Experimenten des Max-Planck-Instituts für Physik präsent. Am Anfang neuer Forschungsprojekte steht häufig die Idee für ein neuartiges Messsystem, um physikalische Größen zu erfassen - zum Beispiel energiereiche Gammastrahlen, die uns aus dem All erreichen, oder Zerfälle von Elementarteilchen.

Die Umsetzung in die Praxis ist Aufgabe der etwa 25 Elektronikexperten am MPP. Allerdings sind die meisten Instrumente für Physik-Experimente so speziell, dass die dafür erforderliche Hardware nicht auf dem Markt erhältlich ist. Für die Elektronik besteht die besondere Herausforderung darin, viele der High-Tech-Komponenten selbst zu entwickeln und zu bauen - inklusive Simulation, Design und Layout analoger und digitaler Schaltungen.

Spezialisierte Gruppen

Die Fachabteilung Elektronik ist in drei Arbeitsgruppen unterteilt. Jede dieser Gruppen besitzt spezielles Rüstzeug für effiziente, hoch spezialisierte Arbeitsabläufe, um den wissenschaftlichen Herausforderungen gerecht zu werden.


Mechanik

Zwei Mitarbeiter der Mechanik-Abteilung tauschen sich über ein Teleskop-Bauteil aus (Foto: A. Griesch/MPP)

Die Fachabteilung "Mechanik" entwickelt, fertigt und testet die mechanischen Komponenten für experimentelle Aufbauten und Versuchsanlagen. 30 hochqualifizierte Ingenieure, Techniker und Mechaniker arbeiten in enger Abstimmung mit den Wissenschaftlern und der Fachabteilung Elektronik zusammen.

Das enorme Spektrum der Aufgaben bewegt sich häufig an der Grenze des technisch Machbaren: Die Baugrößen reichen von der Feinmechanik im Mikrobereich bis hin zum Großanlagenbau. Dazu kommt, dass die Bauteile im Hochgebirge oder tief unter Tage montiert werden. Ebenso umfangreich ist die Bandbreite der Technologien und Werkstoffe. Hier kommen verschiedenste Metalle, Kunststoffe und Sonderwerkstoffe zum Einsatz, die teilweise extremen Bedingungen standhalten müssen.

Die Aufgaben im Einzelnen:

  • Entwicklung, Konstruktion und numerische Analyse komplexer Bauteile und Baugruppen unter Nutzung modernster CAD- und FEM-Software
  • Einsatz von  5-Achs- und CNC-Werkzeugmaschinen, Wasserstrahlschneider, 3D-Druck
  • Nutzung von mobiler und stationärer Präzisionsmesstechnik
  • Fertigung, Montage, Test und Service hochkomplexer Detektorbaugruppen, teils unter Reinraumbedingungen und an externen Standorten
  • Qualitätskontrolle, Dokumentation

Informationstechnologie (IT)

Foto: N. Pobre (CC-BY-2.0 2013)

Ohne IT ist Forschung in der Elementarteilchenphysik nicht denkbar. Sowohl im Experiment als auch in der theoretischen Physik spielen IT-Systeme eine wichtige Rolle. Bei der Auswertung von Teilchenzerfällen beispielsweise müssen große Datenmengen erfasst werden; dabei sollen sich relevante Daten zuverlässig von Störsignalen unterscheiden lassen.

Für die Berechnung oder Überprüfung neuer theoretischer Modelle beziehen Teilchenphysiker eine Vielzahl von Variablen und Abhängigkeiten ein - auch dafür sind besondere IT-Voraussetzungen erforderlich.

Für die IT-Experten am MPP besteht die Aufgabe darin, die IT-Infrastruktur flexibel an wissenschaftliche Vorgehensweisen anzupassen, also das Netzwerk, Rechnerarchitektur, Betriebssysteme und Anwendungen. Dazu kommen weitere klassische Diensteistungen wie Webservices und Benutzerverwaltung.

Leiter IT-Abteilung

Arthur Erhardt
+49 89 323 54-208