Vakuum

Astronomija portal
Odjeljak posvećen astronomiji

Portal "Fizika"
Odjeljak posvećen isključivo fizici

U klasičnoj fizici vakuum je prostor lišen materije. U savremenoj kvantnoj teoriji polja vakuum je ispunjen kvantnim fluktuacijama.

Sama riječ vakuum je latinskog porijekla (od latinskog vacuus - prazan). Aproksimacija takvom vakuumu je područje s pritiskom plina mnogo manjim od atmosferskog.^[1] Fizičari često raspravljaju o idealnim rezultatima testova koji bi se desili u savršenom vakuumu, koji ponekad jednostavno zovu "vakuum" ili slobodni prostor, i koriste termin parcijalni vakuum da se odnose na stvarni nesavršeni vakuum kakav se može imati u laboratoriji ili svemiru. U inženjerstvu i primijenjenoj fizici, s druge strane, vakuum se odnosi na svaki prostor u kojem je pritisak znatno niži od atmosferskog.^[2] Latinski izraz in vacuo se koristi za opisivanje objekta koji je okružen vakuumom.

Kvalitet parcijalnog vakuuma odnosi se na to koliko se približava savršenom vakuumu. Druge stvari su jednake, niži pritisak gasa znači i kvalitetniji vakuum. Na primjer, tipičan usisivač proizvodi dovoljno usisavanja da smanji pritisak zraka za oko 20%.^[3] Ali kvalitetniji usisivači su mogući. Komore ultra visokog vakuuma, uobičajene u hemiji, fizici i inženjerstvu, rade ispod jednog triliontinskog (10-12) atmosferskog pritiska (100 nPa) i mogu doseći oko 100 čestica/cm³.^[4] Vakuum je još kvalitetniji vakuum, sa ekvivalentom od samo nekoliko atoma vodika po kubnom metru u prosjeku u međugalaktičkom prostoru.^[5]

Vakuum je bio česta tema filozofskih debata još od antičkih grčkih vremena, ali empirijski nije proučavan sve do 17. vijeka. Clemens Timpler (1605) je filozofirao o eksperimentalnoj mogućnosti stvaranja vakuuma u malim cijevima.^[6] Evangelista Torricelli proizveo je prvi laboratorijski vakuum 1643., a druge eksperimentalne tehnike su razvijene kao rezultat njegovih teorija atmosferskog pritiska. Torricellijski vakuum se stvara tako što se visoka staklena posuda zatvorena na jednom kraju napuni živom, a zatim se preokrene u posudi da zadrži živu.^[7]

Vakuum je postao vrijedan industrijski alat u 20. stoljeću uvođenjem sijalica sa žarnom niti i vakuumskih cijevi, a od tada je postala dostupna široka lepeza vakuumskih tehnologija. Razvoj ljudskih svemirskih letova podigao je interesovanje za uticaj vakuuma na ljudsko zdravlje i na oblike života uopšte.

1. ^ Chambers, Austin (2004). Modern Vacuum Physics. Boca Raton: CRC Press. ISBN 978-0-8493-2438-3. OCLC 55000526.^{[potrebna stranica]}
2. ^ Harris, Nigel S. (1989). Modern Vacuum Practice. McGraw-Hill. str. 3. ISBN 978-0-07-707099-1.
3. ^ Campbell, Jeff (2005). Speed cleaning. Rodale. str. 97. ISBN 978-1-59486-274-8. Note that 1 inch of water is ≈0.0025 atm.
4. ^ Gabrielse, G.; Fei, X.; Orozco, L.; Tjoelker, R.; Haas, J.; Kalinowsky, H.; Trainor, T.; Kells, W. (1990). "Thousandfold improvement in the measured antiproton mass" (PDF). Physical Review Letters. 65 (11): 1317–1320. Bibcode:1990PhRvL..65.1317G. doi:10.1103/PhysRevLett.65.1317. PMID 10042233.
5. ^ Tadokoro, M. (1968). "A Study of the Local Group by Use of the Virial Theorem". Publications of the Astronomical Society of Japan. 20: 230. Bibcode:1968PASJ...20..230T. This source estimates a density of 6972700000000000000♠7×10⁻²⁹ g/cm³ for the Local Group. An atomic mass unit is 6978166000000000000♠1,66×10⁻²⁴ g, for roughly 40 atoms per cubic meter.
6. ^ Jörg Hüttner & Martin Walter (Ed.) (2022). Clemens Timpler: Physicae seu philosophiae naturalis systema methodicum. Pars prima; complectens physicam generalem. Hildesheim / Zürich / New York: Georg Olms Verlag. str. 28–37. ISBN 978-3-487-16076-4.CS1 održavanje: dodatni tekst: authors list (link)
7. ^ How to Make an Experimental Geissler Tube, Popular Science monthly, February 1919, Unnumbered page. Bonnier Corporation