Wie viel Vakuum ist möglich?

Wie viel Vakuum ist möglich?

Ein perfektes Vakuum, ein absoluter Nichtszustand, ist nur eine theoretische Idee. In der Praxis ist es unmöglich, ein solches Vakuum zu erzeugen, da alle materiellen Systeme immer noch eine gewisse Menge an Gasmolekülen enthalten.

Der Grad des Vakuums wird durch den Druck gemessen, der die Kraft pro Flächeneinheit angibt. Je niedriger der Druck, desto näher ist das System an einem perfekten Vakuum.

Praktische Vakuumsysteme weisen typischerweise immer noch einen hohen Druck auf, auch wenn sie so gut wie möglich evakuiert werden. So ist beispielsweise der Druck in einem typischen Laborvakuumsystem etwa eine Billiarde mal größer als der Druck in einem perfekten Vakuum.

Selbst beim Absaugen eines Trinkhalms bleibt ein Restdruck und eine Restgasdichte. Dies liegt daran, dass immer noch Gasmoleküle in der Luft vorhanden sind, die nicht entfernt werden können.

Die praktischen Anwendungen von Vakuumsystemen sind trotz ihrer inhärenten Unvollkommenheit vielfältig. Vakuumkammern werden beispielsweise in der Halbleiterherstellung, in der Beschichtungstechnik und in der analytischen Chemie eingesetzt. In Teilchenbeschleunigern wird ein extrem hohes Vakuum benötigt, um Kollisionen zwischen Teilchen und Gasmolekülen zu minimieren.

Die Grenzen des Vakuums werden durch die Gesetze der Thermodynamik gesetzt. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass es unmöglich ist, ein vollkommen ordnungsgemäßes System aus einem ungeordneten System zu erzeugen, ohne Energie hinzuzufügen. In diesem Fall bedeutet dies, dass es unmöglich ist, ein perfektes Vakuum zu erzeugen, ohne Energie aufzuwenden.

Dennoch sind die Fortschritte in der Vakuumtechnologie kontinuierlich. Neue Techniken und Materialien ermöglichen es uns, Vakuumsysteme mit immer niedrigeren Drücken zu erzeugen. Diese Fortschritte ebnen den Weg für neue wissenschaftliche Erkenntnisse und industrielle Anwendungen.

Obwohl ein perfektes Vakuum ein unerreichbares Ideal bleibt, ist es wichtig zu verstehen, dass Vakuumsysteme praktische Werkzeuge mit einer Vielzahl von Anwendungen sind. Durch die Kenntnis der Grenzen und Möglichkeiten des Vakuums können wir diese Technologie effektiv einsetzen, um neue Entdeckungen zu machen und Technologien zu entwickeln.