Сверхвысокий вакуум - газовая среда с очень низкой плотностью газа, давление к-рого р < 10-6 Па. В природе С. в. наблюдается в космич. пространстве, заполненном в осн. водородом с давлением р ~ 10-12 Па. В окрестности Земли сверхвысокий вакуум регистрируется на высотах более 600 км (10-8 Па на высоте 1200 км). В лаб. условиях достигнуто разрежение р ~ 10-13 Па.
Необходимость в сверхвысоком вакууме возникла в связи с разработкой ускорителей заряженных частиц, имитаторов космоса и приборов для исследования поверхности твёрдых тел. Сверхвысокий вакуум необходим, чтобы исключить влияние окружающей газовой среды на состояние поверхности твёрдого тела в течение достаточно большого промежутка времени; напр., сохранение состояния атомно-чистой поверхности и её исследование в течение часа возможно при давлении р - 10-8 Па (см. Вакуум).
Трудности получения сверхвысокого вакуума связаны с тем, что кол-во газа, адсорбированного на поверхности (в стенках камер) и натекающего из внеш. пространства (атмосферы), намного превосходит то кол-во, к-рое должно заполнять вакуумный объём при р ~ 10-6 Па. Эти трудности растут с увеличением степени необходимого разрежения, откачиваемого объёма и сложности устройств, размещаемых в нём.
При получении сверхвысокого вакуума необходимо: соблюдение т. н. вакуумной гигиены при изготовлении элементов прибора; применение разъёмных соединений с металлич. уплотнителями; прогрев системы до температуры Т ~ 500°С; использование насосов с большой скоростью откачки и низким предельным давлением. В установке не должно быть материалов, упругость паров к-рых при 500°С превышает предельное разрежение, наиб. широко используются нержавеющие аустенитные стали. Разъёмные соединения в прогреваемых системах должны обладать малой скоростью натекания и сохранять высокую надёжность при многократных циклах «нагрев - охлаждение». Этим требованиям наилучшим образом удовлетворяет соединение типа «Conflat» (рис. 1).
Рис. 1. Разъёмное фланцевое соединение с металлическим уплотнителем.
Рис. 2. Схема турбомолекулярного насоса.
Для получения сверхвысокого вакуума обычно необходимы 3 ступени откачки: низковакуумная, высоковакуумная и сверхвысоковакуумная. Последняя включается после прогрева в высоком вакууме (10-4 - 10-5 Па) всех частей системы, в т. ч. и сверхвысоковакуумных насосов. В качестве последних используют насосы со скоростью откачки до 106 л/с. Это турбомолекулярные, магниторазрядные. гетерноионные, конденсационно-сорбционные (криогенные) насосы. Последние обеспечивают самое высокое предельное разрежение ~10-11 Па. В турбомолекулярном насосе (рис. 2) в корпусе (1) с закреплёнными дисками (2)вращается ротор (3), диски к-рого, как и диски статора 2, имеют косые прорези (>40, рис. 2, б). При вращении ротора молекулы газа увлекаются в каналы, образуемые прорезями. Остаточное давление ~10-8 Па. Действие магниторазрядного насоса основано на сочетании ионной откачки (ионизация и удаление ионов электрич. полем) и поглощения газа распыляемым материалом катода (в результате ионной бомбардировки). Положит. ионы частично внедряются в катод, частично нейтрализуются и, попадая на анод, замуровываются распылёнными частицами катода. Гетерноионные насосы основаны на сочетании поглощения химически активных газов с ионной откачкой инертных газов и углеводородов. В криогенных насосах происходит поглощение газа охлаждённой до низких температур поверхностью.
Рис. 3. Инверсно-магнетронный манометр: А - анод; Э - вспомогательный электрод; Кол.- коллектор ионов.
Измерение сверхвысокого вакуума вначале осуществлялось ионизационным манометром Байярда - Альперта, в к-ром газ ионизируется электронами, испускаемыми термокатодом, и измеряется ионный ток, пропорциональный давлению. По мере освоения области всё более низких давлений эти манометры уступили место инверсно-магнетронным манометрам (рис. 3). В них измерение сверхнизкого давления газа возможно благодаря использованию Пеннинга разряда ,возбуждаемого между холодными электродами в пост. магн. поле Н. Подавление «паразитной» автоэлектронной эмиссии с поверхности коллектора, повышающее чувствительность прибора, обеспечивает вспомогат. электрод Э. При анодном напряжении ~6 кВ и магн. поле 2*103 Э, направленном вдоль оси анода, зажигание разряда и соответственно измерение сверхвысокого вакуума происходят при давления 10-10 Па и ниже.
Техника сверхвысокого вакуума, кроме фундам. исследований, направленных на изучение атомной и электронной структуры чистой поверхности, стимулировала развитие важных науч--техн. направлений и методов (напр.. молекулярно-пучковая эпитаксия ,катализ, тонкоплёночная микроэлектронная технология и др.).
И. М. Овчинников
Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.
Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").
Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.
Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.
Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
|
 |
