Nei sistemi ad alto vuoto, si raggiungono normalmente pressioni di 10-6 / 10-8 mbar, cioè da un miliardesimo a un centomiliardesimo della pressione atmosferica. Nelle piccole camere UHV disponibili nei laboratori di ricerca, il grado di vuoto raggiungibile attraverso l’uso di speciali sistemi di pompaggio può arrivare anche a 10-12 mbar, che è un milione di volte migliore di quello utilizzato nei normali sistemi industriali.
Quante particelle sono presenti quindi, in queste condizioni, in un cm3 di volume, a temperatura ambiente, cioè – diciamo – 20 °C? Possiamo considerare il cosiddetto volume molare, cioè il volume occupato da una mole (cioè 6,02×1023) di particelle: nelle condizioni indicate e considerando un gas perfetto – i gas che compongono l’aria, nelle condizioni di vuoto di nostro interesse, si comportano più o meno come tali – vale poco più di 22 litri, ovvero 22×103 cm3. Quindi, a pressione atmosferica, ci saranno 2,7×1019 particelle in un cm3 di volume. Alla pressione (più o meno) minima raggiungibile con apparecchiature di alto livello nei nostri laboratori terrestri, in un cm3 di volume ci saranno 2,7×107 particelle, ovvero quasi 30 milioni di particelle di gas!
Nello spazio, le cose vanno un po’ meglio.
Ad esempio, la densità di particelle nello spazio all’interno del nostro Sistema Solare è di circa cinque atomi per cm3. Nello spazio interstellare, all’interno della nostra galassia, questa concentrazione scende a un solo atomo per cm3, mentre nello spazio intergalattico si stima la presenza di soli 0,01 atomi per cm3 (che in ogni caso sono 10.000 atomi per metro cubo…).
Il vuoto assoluto è quindi raggiungibile?
La risposta è no, poiché la meccanica quantistica stabilisce il fatto che, anche nello spazio “vuoto”, le inevitabili fluttuazioni energetiche presenti determinano la comparsa e la scomparsa delle cosiddette “particelle virtuali”.
Delusi?