Hoch auf einem Berg, in Chiles knochentrockener Wüste Atacama baut die Europäische Südsternwarte (ESO) derzeit das größte optische Teleskop der Welt.
Es wurde keine Zeit verschwendet, einen Namen zu wählen - es wird das Extremely Large Telescope oder ELT genannt.
Stattdessen ist riesige Energie in die Entwicklung und den Bau der weltweit größten Auge auf den Himmel gegangen, die beginnen sollte, Bilder im Jahr 2028 zu sammeln und ist sehr wahrscheinlich, unser Verständnis des Universums zu erweitern.
Nichts davon wäre möglich, ohne einige der fortschrittlichsten Spiegel, die je gemacht wurden.
Dr. Elise Vernet ist ein Spezialist für adaptive Optik bei der ESO und hat die Entwicklung der fünf riesigen Spiegel überwacht, die Licht zu den Messgeräten des Teleskops sammeln und kanalisieren werden.
Jeder der ELT-Sonderspiegel ist ein Meisterstück des optischen Designs.
Dr. Vernet beschreibt den 14ft (4,25m) konvexen M2-Spiegel als ein Kunstwerk.
Aber vielleicht drücken die Spiegel M1 und M4 am besten das Maß an Komplexität und Präzision aus.
Der Hauptspiegel, M1, ist der größte Spiegel, der je für ein optisches Teleskop hergestellt wurde.
Der Durchmesser von 39 m, bestehend aus [798] sechseckigen Spiegelsegmenten, ist so ausgerichtet, dass er sich als perfekter monolithischer Spiegel verhält, sagt Dr. Vernet.
M1 sammelt 100 Millionen Mal mehr Licht als das menschliche Auge und muss in der Lage sein, Position und Form auf einem Niveau der Präzision 10.000 Mal feiner als ein menschliches Haar zu halten.
Der M4 ist der größte verformbare Spiegel aller Zeiten und kann die Form 1.000 Mal pro Sekunde verändern, um atmosphärische Turbulenzen und die Schwingungen des Teleskops selbst zu korrigieren, die sonst Bilder verzerren könnten.
Seine flexible Oberfläche besteht aus sechs Blütenblättern aus einem Glas-Keramik-Material, das weniger als 2mm (0,075in) dick ist.
Die Blütenblätter wurden von Schott in Mainz hergestellt und dann an das Ingenieurbüro Safran Reosc außerhalb von Paris geliefert, wo sie poliert und in den kompletten Spiegel montiert wurden.
Alle fünf Spiegel stehen kurz vor der Fertigstellung und werden bald zur Installation nach Chile transportiert.
Während diese riesigen Spiegel genutzt werden, um das Licht des Kosmos einzufangen, haben die Nachbarn der ESO in Garching am Max-Planck-Institut für Quantenoptik einen Quantenspiegel geschaffen, der auf den kleinsten Skalen funktioniert, die man sich vorstellen kann.
Im Jahr 2020 konnte ein Forscherteam eine einzelne Schicht von 200 ausgerichteten Atomen kollektiv zur Reflexion des Lichts verhalten, wodurch ein so kleiner Spiegel geschaffen wurde, der vom bloßen Auge nicht gesehen werden kann.
Im Jahr 2023 gelang es ihnen, ein einzelnes mikroskopisch gesteuertes Atom in die Mitte des Arrays zu stellen, um einen Quantenschalter zu erzeugen, mit dem kontrolliert werden kann, ob die Atome transparent oder reflektierend sind.
Was Theoretiker vorhergesagt, und wir beobachteten dies experimentell, ist, dass in diesen geordneten Strukturen, sobald Sie ein Photon absorbieren und es wieder abgegeben wird, seine tatsächlich [in einer vorhersehbaren] Richtung ausgestrahlt und dies macht es zu einem Spiegel, sagt Dr. Pascal Wendesser, ein Postdoktorand am Institut.
Diese Fähigkeit, die Richtung des atomreflektierten Lichts zu steuern, könnte zukünftige Anwendungen in einer Reihe von Quantentechnologien haben, wie z.B. hacksichere Quantennetzwerke zur Speicherung und Übermittlung von Informationen.
Weiter nordwestlich in Oberkochen bei Stuttgart entstehen Spiegel mit einem weiteren extremen Grundstück von Zeiss.
Das Optik-Unternehmen hat jahrelang einen ultraflachen Spiegel entwickelt, der zu einer Schlüsselkomponente in den Maschinen geworden ist, die Computerchips drucken, die extreme ultraviolette Lithographiemaschinen oder EUVs genannt werden.
Das niederländische Unternehmen ASML ist der weltweit führende Hersteller von EUVs, und Zeiss-Spiegel sind ein wesentlicher Bestandteil davon.
Zeiss-EUV-Spiegel können Licht bei sehr kleinen Wellenlängen reflektieren, was Bildklarheit in einer winzigen Skala ermöglicht, so dass immer mehr Transistoren auf dem gleichen Bereich von Siliziumwafer gedruckt werden können.
Um zu erklären, wie flach die Spiegel sind, verwendet Dr. Frank Rohmund, Präsident der Halbleiter-Fertigungsoptik bei Zeiss, eine topografische Analogie.
Wenn Sie einen Haushaltsspiegel nehmen und ihn bis zur Größe Deutschlands sprengen würden, wäre der höchste Höhenpunkt 5m.
Auf einem Raumspiegel [wie im James Webb Space Telescope] wäre es 2cm [0.75in].
Auf einem EUV-Spiegel wäre es 0,1 mm, erklärt er.
Diese ultraglänzende Spiegeloberfläche in Kombination mit Systemen, die die Positionierung des Spiegels steuern, auch von Zeiss hergestellt, ergibt eine Genauigkeit, die dem Ausleuchten eines EUV-Spiegels auf der Erdoberfläche und dem Auslesen eines Golfballs auf dem Mond entspricht.
Während diese Spiegel mag bereits extrem klingen, Zeiss hat Pläne zur Verbesserung, um zu helfen, noch leistungsfähigere Computerchips zu machen.
Wir haben Ideen, wie man EUV weiter entwickeln kann.
Bis 2030 ist es das Ziel, einen Mikrochip mit einer Billion Transistoren darauf zu haben.
Heute sind wir vielleicht bei hundert Milliarden... Dieses Ziel kam näher mit Zeiss neueste Technologie, die den Druck von etwa dreimal mehr Strukturen auf dem gleichen Gebiet als die aktuelle Generation von Chip-Making-Maschinen ermöglicht.
Die Halbleiterindustrie hat diese dominierende starke Roadmap, die einen Drumbeat für alle Spieler bietet, die zur Lösung beitragen.
Damit sind wir in der Lage, Fortschritte bei der Mikrochip-Fertigung zu erzielen, die heute Dinge wie künstliche Intelligenz erlaubt, die noch vor zehn Jahren undenkbar waren, sagt Dr. Rohmund.
Was die Menschheit in zehn Jahren verstehen und in der Lage sein wird, bleibt abzuwarten, aber Spiegel werden zweifellos das Herz der Technologien sein, die uns dorthin führen.