Tyhjiö

Tyhjiö eli vakuumi on tila, jossa kaasun paine on paljon pienempi kuin maan pinnalla vaikuttava ilmanpaine. Täydellinen tyhjiö on tila, jossa ei ole yhtään materiaalia. Tyhjiötä hyödynnetään monissa laitteissa (katso tyhjiötekniikka).

Historia

Aristoteleen mukaan tyhjiötä ei voi olla, koska tila ei voi koostua ”ei mistään”. Tämän käsityksen pohjalta muodostui keskiajalla ajatus tyhjyyden kammosta, jonka mukaan luonto pyrkii vastustamaan tyhjiön syntymistä. Tyhjiöiden pohtiminen ja tutkiminen vauhdittui 1640-luvulla, kun Evangelista Torricelli esitti, että hänen elohopealla täytettyyn ilmapuntariinsa muodostui tyhjiö. Ensimmäisen tyhjiön muodostamiseen käytetyn ilmapumpun kehitti Otto von Guericke vuoden 1650 paikkeilla.

Kvanttimekaaninen tyhjiö

Kvanttimekaniikan mukaan jopa ideaalinen tyhjiö, jossa ainetta ei olisi lainkaan, ei käytännössä pysyisi tyhjänä. Eräs syy on, että tyhjiötä rajaavat seinämät lähettävät aina mustan kappaleen säteilyä. Perustavanlaatuisempi syy on kuitenkin kvanttimekaniikan teoria, jonka mukaan tyhjiöenergia ei koskaan voi olla tarkalleen nolla. Alinta mahdollista energiatilaa kutsutaan nollapiste-energiaksi, ja se koostuu hyvin lyhytikäisten virtuaalisten hiukkasten puurosta. Tätä kutsutaan kvanttifluktuaatioksi. Tämä fluktuaatio voidaan yhdistää ns. kosmologiseen vakioon. Kvanttimekaanisella tyhjiöllä eli vakuumilla, joka on vakuumitilaksi kutsuttava kvanttitila, tarkoitetaan siten energian teoreettista minimiä, ei totaalisen tyhjää.

Katso myös

• Väliaine

Aiheesta muualla

• Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Tyhjiö Wikimedia Commonsissa