Tyhjiötä

Tyhjiö on tila, jossa kaasun paine on huomattavasti ilmakehän alapuolella. Tyhjiötä syntyy, kun kaasumolekyylit poistuvat tilasta tai niiden määrä vähenee merkittävästi. Paine mitataan usein pascaleina (Pa), millibaarina (mbar) tai Torrina.

Tyhjiötä voidaan luokitella eri tasoihin: matala tyhjiö (low vacuum), korkea tyhjiö ja erittäin korkea tyhjiö (ultrahigh vacuum, UHV). Absoluuttinen tyhjiö tarkoittaa tilaa, jossa ei ole lainkaan hiukkasia; käytännössä näin ei päästä.

Tyhjiön luomiseen ja ylläpitoon käytetään erilaisia pumppuja ja tiivisteitä: mekaaniset pumput, diffuusiopumput, turbopumput ja ionipumput sekä kryopumput. Tiivisteiden ja liitosten huolellinen tekeminen vähentää vuotoja.

Paineen mittaamiseen käytetään Pirani-mittareita, ionimittareita sekä kapasitanssidiaphragma-mittareita.

Sovellukset löytyvät sekä tutkimuksesta että teollisuudesta: elektronimikroskoopit, pintapinnoitteet, sputterointi ja haihdutus, puolijohteiden valmistus sekä elintarvikkeiden kuivaus.

Maapallon ympärillä sekä avaruus on käytännössä tyhjiö; siellä on hyvin vähän molekyylejä, joten paine on erittäin alhainen, mutta täydellistä tyhjiötä ei ole.

Historia: Tyhjiön tutkimus sai alkunsa 1600-luvun barometreistä, kun Torricelli ja Pascal osoittivat, että tilaa voidaan hallita ilman ilmaa. Myöhemmin kehitettiin pumppuja ja mittareita, jotka mahdollistivat nykyisen tyhjiöteknologian.