На пути к ничему: последние достижения в области ультравысокого вакуума

Научный институт стандартов и технологий США (NIST) валидировал процесс, над которым работал уже долгое время, для точного измерения чрезвычайно низких давлений в замкнутом пространстве. Метод предоставляет промышленности и исследователям новый способ достижения идеального вакуума.

Достичь идеального вакуума, освободив контейнер от всех газовых частиц, оказывается непростой задачей. Однако, если совокупное давление частиц падает ниже 0.000001 паскаля (примерно триллионной части атмосферного давления), такое состояние можно назвать ультравысоким вакуумом по стандарту "cold-atom vacuum standard" (CAVS).

Для достижения точного измерения вакуума исследователи рассмотрели ограничения экспериментов с лазерно-охлажденными атомами. С помощью магнитной ловушки, загруженной литием или рубидием, исследователи NIST показали возможность стабильного измерения давлений в диапазоне ультравысокого вакуума.

После нескольких лет работы над устройством, команда недавно адаптировала свою новую технологию CAVS к системе, которая могла бы стабильно "утекать" десятки миллиардов молекул в камеру в секунду. Путем сравнения стандартизированного объема молекул, поступающих в камеру, с показаниями инновационного датчика CAVS, исследователи продемонстрировали простоту и надежность своего метода.

Эта технология не требует калибровки и представляет собой стандартное средство измерения вакуума "прямо из коробки". "Портативная версия настолько проста, что мы решили автоматизировать ее, практически исключив необходимость вмешательства", - заявил физик NIST Дэн Баркер.

Для производителей высококачественной микроэлектроники и исследователей квантового хаоса, которые опираются на вакуум в своей работе, новое устройство может стать ключевым элементом в их арсенале инструментов.