Cos'è il vuoto ultra-alto?

Il vuoto ultra-alto si riferisce a pressioni inferiori a 10 −7 Pascal o 100 nanopascali (un dieci milioni di migliaia di Pascal). In confronto, la pressione atmosferica è di 101,3 kPa (kilopascal), più di un miliardo di volte maggiore, la pressione all'interno di una lampadina è di circa 1 Pascal e la pressione nelle pareti di un thermos è di circa 0,1 pascals. Anche lo spazio esterno nell'area intorno alla Terra non è un vuoto ultra-alto, in quanto ha una pressione di circa 100 micropascali, mille volte maggiore rispetto a un vuoto ultra-alto. In un vuoto ultra-alto, il percorso libero medio di ciascuna molecola di gas è di 40 km, quindi queste molecole si scontreranno molte volte con le pareti della loro camera prima di scontrarsi tra loro.

Il vuoto ultra-alto viene utilizzato principalmente per le tecniche analitiche di superficie, come la spettroscopia elettronica a coclea, la spettroscopia fotoelettronica a raggi X, la spettrometria di massa ionica secondaria, la spettroscopia di desorbimento termico, la spettroscopia di fotoemissione ad angolo risolta e le tecniche di crescita del film.Ng elevata purezza, come l'epitassia del fascio molecolare e la deposizione di vapore chimico UHV. Il vuoto ultra-alto è anche usato negli acceleratori di particelle per creare un percorso del raggio vuoto.

La creazione di un vuoto ultra-alto richiede misure straordinarie. Disegni di camera speciali minimizzano la superficie, le pompe ad alta velocità, comprese le pompe parallele, devono essere utilizzate, il tubo ad alta conduttanza viene utilizzato per le pompe, pozzi di gas intrappolato (come nei fili dei bulloni) devono essere eliminati, le pareti della camera devono essere raffreddate a temperature di acciaio criogeniche per evitare le temperature di acciaio a gas. Utilizzato e il sistema deve essere cotto da 250 ° C a 400 ° C (da 482 ° F a 752 ° F) per rimuovere le tracce di idrocarburi o acqua. Il degassante - la lenta intrusione di molecole di gas attraverso piccole fessure nella camera - può essere un grosso problema. Qualche cameraS può essere incapace di produrre un vuoto ultra-alto a causa del modo in cui sono stati fabbricati e l'hardware deve essere buttato fuori e sostituito. Per tutti questi motivi, raggiungere il vuoto ultra-alto può essere costoso e difficile.

Sebbene il vuoto ultra-alto possa sembrare estremo, alcuni ambienti sono un vuoto ancora migliore, compresa la superficie della luna e lo spazio interstellare. Alcune regioni di spazio, come i boötes vuoti, sono così rarefatte che esiste un solo atomo per metro cubico.