O que é vácuo ultra-alto?
O vácuo ultra-alto refere-se a pressões inferiores a 10-7 pascal ou 100 nanopascais (um dez-milionésimo de um pascal). Em comparação, a pressão atmosférica é 101,3 kPa (kilopascais), 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 pascal. Mesmo o espaço sideral na área ao redor da Terra não é um vácuo ultra-alto, pois tem uma pressão de cerca de 100 micropascais, mil vezes maior 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 colidem muitas vezes com as paredes de sua câmara antes de colidirem umas com as outras.
O vácuo ultra-alto é usado principalmente para técnicas de análise de superfície, como espectroscopia eletrônica de Auger, espectroscopia de fotoelétrons de raios X, espectrometria de massa de íons secundários, espectroscopia de dessorção térmica, espectroscopia de fotoemissão resolvida por ângulo e técnicas de crescimento de filmes finos que requerem alta pureza, como molecular epitaxia de feixe e deposição de vapor químico em 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. Projetos especiais de câmara minimizam a área de superfície, bombas de alta velocidade, incluindo bombas paralelas, devem ser usados tubos de alta condutividade para bombas, poços de gás aprisionado (como nas roscas dos parafusos) devem ser eliminados, paredes da câmara devem ser resfriadas a temperaturas criogênicas Para evitar a sublimação de gases presos em bolsões nanoscópicos, todas as peças metálicas devem ser eletropolidas, materiais com baixa emissão de gases, como aço inoxidável, e o sistema deve ser cozido a 250 ° C a 400 ° C (482 ° F a 752 ° F) para remover vestígios de hidrocarbonetos ou água. A saída de gás - a lenta intrusão de moléculas de gás através de pequenas rachaduras na câmara - pode ser um grande problema. Algumas câmaras podem ser incapazes de produzir um vácuo ultra-alto devido à maneira como foram fabricadas, e o hardware deve ser jogado fora e substituído. Por todas essas razões, atingir um vácuo extremamente 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 do espaço, como o vazio de Boötes, são tão rarefeitas que existe apenas um átomo por metro cúbico.