infografiche 37 [vuoto]
Rappresentazione schematica del funzionamento dei tre esperimenti.
1. Fra le due piastre viene creato il vuoto con una pompa da vuoto: in questa situazione, la pressione atmosferica le spinge l’una verso l’altra, rendendole difficili da separare.
2. L’elica rimane sospesa in condizioni normali, ma cade sul fondo quando viene fatto il vuoto, pur continuando a girare.
3. L’acqua può andare in ebollizione pur rimanendo a temperatura ambiente: in presenza di vuoto, la pressione si abbassa e rende possibile la transizione di fase anche senza un aumento della temperatura.
(©Asimmetrie-Infn(Hylab))
Grandi strutture nell’universo locale. Nella distribuzione di galassie si notano i vuoti cosmici.
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Evoluzione dell’universo e delle sue componenti (materia ordinaria, materia oscura, energia oscura) dall’istante del Big Bang fino ad oggi.
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Schema della bilancia dell’esperimento Archimedes. Agli estremi del braccio della bilancia (uno dei due parallelepipedi verdi) sono sospesi due campioni (i due dischi arancioni). Ogni campione è costituito da una serie di cavità di Casimir in successione e in una delle due viene periodicamente variata la quantità di energia di punto zero sfruttando l’effetto Casimir. L’intero esperimento è contenuto in una camera da vuoto che sarà, a sua volta, inserita in un grande criostato.
(©Asimmetrie-Infn(Hylab))
Schema di una cavità di Casimir. Le lunghezze d’onda dei fotoni virtuali all’interno delle due lamine sono “quantizzate” (sono possibili solo alcune lunghezze d’onda dipendenti dalla distanza tra le due lamine) e sono meno di quelle che si trovano all’esterno. Il risultato è che la pressione esercitata sulle lamine dall’interno sarà inferiore rispetto a quella esercitata dall’esterno, e le due lamine saranno spinte l’una verso l’altra. Questo effetto viene chiamato “effetto Casimir”.
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Esempio di curva del potenziale efficace in funzione del valore del campo. Il potenziale nel caso del “falso vuoto” è più elevato rispetto a quello del “vero vuoto”. C’è una specie di barriera tra i due stati. La temperatura, favorendo le fluttuazioni, può aiutare il superamento della barriera e il passaggio verso il “vero vuoto”.
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Illustrazione schematica di come funziona il meccanismo della produzione della radiazione di Hawking. Vicino all’orizzonte degli eventi di un buco nero, la distorsione dello spaziotempo induce le coppie di particella-antiparticella virtuali a diventare reali, spendendo energia a scapito dell’energia gravitazionale del buco nero. Una delle due particelle cade poi dentro il buco nero, mentre l’altra si allontana. Un osservatore a grande distanza dal buco nero vede quindi radiazione emessa dal buco nero. Il processo porta quindi alla lenta evaporazione del buco nero stesso.
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In alto, una pompa scroll, sotto le spirali (fissa e mobile), che si trovano al suo interno. Nella terza figura è mostrato il trascinamento del gas generato dal moto relativo delle due spirali: (a) Ingresso del gas. (b) Spostamento del gas. (c) Compressione del gas verso il centro. (d) Espulsione del gas dal centro della pompa.
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Un’estesa classificazione delle tipologie di pompe da vuoto e di sensori di misura di pressione. La linea tratteggiata indica la progressiva riduzione dell’efficienza di pompaggio del sistema. La pressione qui è indicata in millibar (mbar), ma esistono varie altre unità di misura: l’atmosfera (atm), pari a 1013,25 mbar, ma anche il Pascal (Pa), i millimetri di mercurio (mmHg o torr), la baria (Ba) e la psi.
(©Asimmetrie-Infn(Hylab))
Dal vuoto che si misura in unità di pressione, come la pressione dell’aria in prossimità della superficie della Terra, a quello dello spazio interstellare o intergalattico, così spinto da essere misurato in numero di molecole o atomi per centimetro cubo.
