Vad är ultrahög vakuum?

Ultrahög vakuum hänvisar till tryck som är lägre än 10 ^{−7 Pascal} eller 100 nanopascals (en tio miljoner av en pascal).Som jämförelse är atmosfärstrycket 101,3 kPa (kilopascals), mer än en miljard gånger större, trycket inuti en glödlampa är cirka 1 pascal, och trycket i väggarna i en termos är cirka 0,1 pascals.Även yttre rymden i området runt jorden är inte ett ultrahögt vakuum, eftersom det har ett tryck på cirka 100 mikropascaler, tusen gånger större än i ett ultrahögt vakuum.I ett ultrahögt vakuum är den genomsnittliga fria vägen för varje gasmolekyl 40 km, så dessa molekyler kommer att kollidera många gånger med väggarna i deras kammare innan de kolliderar med varandra.som molekylär strålepitaxi och UHV kemisk ångavsättning.Ultrahögt vakuum används också i partikelacceleratorer för att skapa en tom strålväg.

Att skapa ett ultrahögt vakuum kräver extraordinära åtgärder.Specialkammarkonstruktioner Minimerar ytarea, höghastighetspumpar, inklusive parallella pumpar, måste användas, högkonduktansrör används för pumpar, gropar av fångad gas (som i bulttrådar) måste elimineras, kammarväggar måste kylas till kryogena temperaturerFör att undvika sublimering av gaser som fångas i nanoskopiska fickor måste alla metalldelar elektropoleras, lågutgudande material såsom rostfritt stål måste användas och systemet måste bakas vid 250 ° C till 400 ° C (482 ° F till 752 °F) För att ta bort kolväte eller vattenspår.Utgasande mdash;den långsamma intrång av gasmolekyler genom små sprickor i kammaren mdash;kan vara ett stort problem.Vissa kamrar kan vara oförmögna att producera ett ultrahögt vakuum på grund av hur de tillverkades, och hårdvaran måste kastas ut och bytas ut.Av alla dessa skäl kan det vara dyrt och svårt att uppnå ultrahögt vakuum.

Även om ultrahögt vakuum kan verka extremt, är vissa miljöer ett ännu bättre vakuum, inklusive månens yta och interstellära utrymme.Vissa regioner i rymden, till exempel Boötes tomrum, är så sällsynta att det bara finns en atom per kubikmeter.