Un vacío es un diferencial de presión, puro y simple: se dice que está “tirando de un vacío” si está creando un diferencial negativo de presión. Es una actividad, no un estado. El espacio es un vacío solo en el sentido de que la gravedad ha sacado la materia de una distribución uniforme en bultos como planetas y estrellas.
La mejor definición de la efectividad de un vacío es su camino libre de maldad. (Ver http://en.wikipedia.org/wiki/Mea…). Parecería intuitivo que un vacío “puro” tendría un camino libre medio infinito, pero dado que presumiblemente necesita una colisión de alguna forma para detectar una partícula, no puede medirla.
En un gas ideal, la trayectoria libre media de una partícula bajo un “alto vacío” puede viajar teóricamente durante aproximadamente un pie o más o más sin chocar con otra partícula de gas. Esto es útil en aceleradores y espectrómetros de masas porque estas colisiones típicamente “desviarán” un ión fuera de curso. Dependiendo de si la partícula está cargada o no, puede guiarla a lo largo de un camino utilizando un campo electromagnético oscilante.
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Si tiene alguna fuente de iones en un lado del vacío y un detector en el otro, a medida que “empuja” el vacío hacia abajo, el número de iones que llegan al detector aumentará a medida que el camino libre medio exceda la distancia entre dos.
Las “partículas cuánticas que entran y salen” son partículas virtuales o el producto de un proceso llamado “producción de pares” en el que un fotón de alta energía (que es “sin masa”) se convierte en una partícula y su antipartícula. Puedes pensar en esto como E = mc ^ 2 a la inversa, m = E / c ^ 2. La energía se convierte en masa.
Nuestra capacidad para observar tales eventos requiere un vacío significativo, de modo que los fotones y otras partículas aceleradas puedan tener un camino libre medio del orden de unos pocos kilómetros, como en los anillos del Gran Colisionador de Hadrones. Pero aún tiene que tener una colisión para detectar la presencia de una partícula en el vacío. La presión del aire se representa como los átomos o moléculas de un gas que “presiona” en las paredes, más partículas, más presión. Desea que la trayectoria libre media del vacío sea más larga que la cámara de aceleración, y luego necesita un sólido de trayectoria libre media corta al final para detectar que la partícula recorrió esa distancia, en lugar de chocar con el gas en el vacío.
No todos los tipos de partículas pueden chocar “presionar” con éxito con la misma frecuencia, lo que significa que el camino libre medio efectivo es mayor, por ejemplo, para neutrinos en lugar de iones en un gas. Por ejemplo, http://hal.in2p3.fr/docs/00/01/7… analiza los cálculos de la ruta libre media de un neutrino en una estrella de neutrones. Incluso los fotones de frecuencia o energía variables tienen trayectorias libres medias variables en diferentes elementos, y los gases tienen la trayectoria libre media más grande:
De alguna manera, “transparente” significa lo mismo que el vacío: un objeto es transparente si la luz de cierta frecuencia tiene un camino libre medio a través del objeto. En términos de ese fotón, la sustancia es un vacío. Un objeto es “translúcido” si su trayectoria libre media es más corta, y “opaco” si es significativamente más corto que el ancho del objeto.
