O que é o vácuo ultra-alto?

vácuo ultra-alto refere-se a pressões inferiores a 10 nanopascais ^{−7 Pascal ou 100 nanopascais (um dez milionésimos de um Pascal). Em comparação, a pressão atmosférica é de 101,3 kPa (quilopascals), mais de um bilhão de vezes maior, a pressão dentro de uma lâmpada é de cerca de 1 pascal, e a pressão nas paredes de uma garrafa térmica é de cerca de 0,1 pascals. Mesmo o espaço sideral na área ao redor da Terra não é um vácuo ultra-alto, pois tem uma pressão de cerca de 100 micropascals, mil vezes maior do que em um vácuo ultra-alto. Em um vácuo ultra-alto, o caminho livre médio de cada molécula de gás é de 40 km; portanto, essas moléculas colidirão muitas vezes com as paredes de sua câmara antes de colidirem entre si.}

vácuo ultra-alto é usado principalmente para técnicas analíticas de superfície, como a espectroscopia de elétrons de traseiro, espectroscopia de fotoelétrons de raios-X, espectrometria de massa de íons secundária, espectroscopia de desesorção de ângulo resolvida por espectroscopia de fotoemissão e técnicas finas de crescimento de filmes requisitosng de alta pureza, como epitaxia de feixe molecular e deposição de vapor químico de UHV. O vácuo ultra-alto também é usado em aceleradores de partículas para criar um caminho de feixe vazio.

Criar um vácuo ultra-alto requer medidas extraordinárias. Special chamber designs minimize surface area, high-speed pumps, including parallel pumps, must be used, high conductance tubing is used for pumps, pits of trapped gas (as in bolt threads) must be eliminated, chamber walls must be cooled to cryogenic temperatures to avoid sublimation of gases trapped in nanoscopic pockets, all metal parts must be electropolished, low-outgassing materials such as stainless steel must be used, and the system must ser assado a 250 ° C a 400 ° C (482 ° F a 752 ° F) para remover traços de hidrocarboneto ou água. O Outgassing - a lenta intrusão de moléculas de gás através de pequenas rachaduras na câmara - pode ser um grande problema. Alguma câmaraS pode ser incapaz de produzir um vácuo ultra-alto por causa da maneira como foram fabricados, e o hardware deve ser descartado e substituído. Por todas essas razões, alcançar o vácuo ultra-alto pode ser caro e difícil.

Embora o vácuo ultra-alto possa parecer extremo, alguns ambientes são um vácuo ainda melhor, incluindo a superfície da lua e o espaço interestelar. Algumas regiões de espaço, como os boötes nulos, são tão rarefeitos que existe apenas um átomo por metro cúbico.