¿Qué es el vacío ultra alto?

El vacío ultra alto se refiere a presiones inferiores a 10 ⁻⁷ pascales o 100 nanopascales (una diez millonésima parte de un pascal). En comparación, la presión atmosférica es de 101.3 kPa (kilopascales), más de mil millones de veces mayor, la presión dentro de una bombilla es de aproximadamente 1 pascal, y la presión en las paredes de un termo es de aproximadamente 0.1 pascales. Incluso el espacio exterior en el área alrededor de la Tierra no es un vacío ultra alto, ya que tiene una presión de aproximadamente 100 micropascales, mil veces mayor que en un vacío ultra alto. En un vacío ultra alto, el camino libre medio de cada molécula de gas es de 40 km, por lo que estas moléculas chocarán muchas veces con las paredes de su cámara antes de chocar entre sí.

El vacío ultra alto se utiliza principalmente para técnicas analíticas de superficie, como la espectroscopía electrónica de Auger, la espectroscopía de fotoelectrones de rayos X, la espectrometría de masas de iones secundarios, la espectroscopía de desorción térmica, la espectroscopía de fotoemisión con resolución angular y las técnicas de crecimiento de película delgada que requieren alta pureza, como la molecular haz de epitaxia y deposición química de vapor de UHV. El vacío ultra alto también se usa en aceleradores de partículas para crear una trayectoria de haz vacía.

Crear un vacío ultra alto requiere medidas extraordinarias. Los diseños especiales de la cámara minimizan el área de superficie, se deben usar bombas de alta velocidad, incluidas las bombas paralelas, se usan tubos de alta conductancia para las bombas, se deben eliminar los pozos de gas atrapado (como en las roscas de los pernos), las paredes de la cámara se deben enfriar a temperaturas criogénicas Para evitar la sublimación de gases atrapados en bolsas nanoscópicas, todas las partes metálicas deben ser electropulidas, deben usarse materiales de baja desgasificación como el acero inoxidable, y el sistema debe hornearse a 250 ° C a 400 ° C (482 ° F a 752 ° F) para eliminar trazas de hidrocarburos o agua. La desgasificación, la lenta intrusión de moléculas de gas a través de pequeñas grietas en la cámara, puede ser un problema importante. Algunas cámaras pueden ser incapaces de producir un vacío ultra alto debido a la forma en que fueron fabricadas, y el hardware debe desecharse y reemplazarse. Por todas estas razones, lograr un vacío ultra alto puede ser costoso y difícil.

Aunque el vacío ultra alto puede parecer extremo, algunos entornos son un vacío aún mejor, incluida la superficie de la Luna y el espacio interestelar. Algunas regiones del espacio, como el vacío de Boötes, son tan raras que solo hay un átomo por metro cúbico.