Ano ang ultra-high vacuum?
Ang ultra-high vacuum ay tumutukoy sa mga panggigipit na mas mababa kaysa sa 10 −7 Pascal o 100 nanopascals (isang sampung-milyong ng isang Pascal).Sa pamamagitan ng paghahambing, ang presyon ng atmospera ay 101.3 kPa (kilopascals), higit sa isang bilyong beses na mas malaki, ang presyon sa loob ng isang ilaw na bombilya ay tungkol sa 1 pascal, at ang presyon sa mga dingding ng isang thermos ay halos 0.1 Pascals.Kahit na ang panlabas na espasyo sa lugar sa paligid ng Earth ay hindi isang ultra-high vacuum, dahil mayroon itong presyon ng halos 100 micropascals, isang libong beses na mas malaki kaysa sa isang ultra-high vacuum.Sa isang ultra-high vacuum, ang ibig sabihin ng libreng landas ng bawat molekula ng gas ay 40 km, kaya ang mga molekula na ito ay mabangga nang maraming beses sa mga dingding ng kanilang silid bago bumangga sa bawat isa.
Ang ultra-high vacuum ay pangunahing ginagamit para sa mga diskarte sa analytic sa ibabaw, tulad ng auger electron spectroscopy, x-ray photoelectron spectroscopy, pangalawang ion mass spectrrometry, thermal desorption spectroscopy, anggulo na nalutas na photoemission spectroscopy, at manipis na mga diskarte sa paglago ng pelikula na nangangailangan ng mataas na kadalisayan, tulad ng tulad ng pag-photoemission spectroscopy, at mga manipis na pamamaraan ng paglago ng pelikula, ang mataas na kadalisayan, tulad ng tulad, tulad ng tulad ng mga diskarte sa paglago ng pelikula,bilang molekular na beam epitaxy at UHV kemikal na pag -aalis ng singaw.Ang ultra-high vacuum ay ginagamit din sa mga accelerator ng butil upang lumikha ng isang walang laman na landas ng beam.
Ang paglikha ng isang ultra-high vacuum ay nangangailangan ng pambihirang mga hakbang.Ang mga espesyal na disenyo ng silid ay nagpapaliit sa lugar ng ibabaw, ang mga high-speed pump, kabilang ang mga kahanay na bomba, dapat gamitin, ang mataas na pag-conductance tubing ay ginagamit para sa mga bomba, ang mga pits ng nakulong na gas (tulad ng sa mga bolt thread) ay dapat na tinanggal, ang mga pader ng silid ay dapat na pinalamig sa mga cryogenic na temperaturaUpang maiwasan ang pagbagsak ng mga gas na nakulong sa mga bulsa ng nanoscopic, ang lahat ng mga bahagi ng metal ay dapat na electropolished, mababang-outgassing na mga materyales tulad ng hindi kinakalawang na asero ay dapat gamitin, at ang system ay dapat na lutong sa 250 ° C hanggang 400 ° C (482 ° F hanggang 752 °F) Upang alisin ang mga bakas ng hydrocarbon o tubig.Outgassing Mdash;ang mabagal na panghihimasok sa mga molekula ng gas sa pamamagitan ng maliliit na bitak sa silid at mdash;maaaring maging isang pangunahing problema.Ang ilang mga silid ay maaaring hindi kaya ng paggawa ng isang ultra-high vacuum dahil sa paraan na sila ay gawa-gawa, at ang hardware ay dapat itapon at mapalitan.Para sa lahat ng mga kadahilanang ito, ang pagkamit ng ultra-high vacuum ay maaaring maging mahal at mahirap.
Kahit na ang ultra-high vacuum ay maaaring mukhang matindi, ang ilang mga kapaligiran ay isang mas mahusay na vacuum, kabilang ang ibabaw ng buwan at espasyo ng interstellar.Ang ilang mga rehiyon ng espasyo, tulad ng Boötes Void, ay sobrang bihira na mayroon lamang isang atom bawat cubic meter.