1. 진공이란? , 완전한 진공?

길거리에 지나다니는 사람들을 아무나 붙잡고 진공이 뭡니까 하고 물어본다면 진공은 '공기가 없는 상태'라고 대답할 사람이 대부분일 겁니다. 

 

그런데 정말로 공기가 단 하나도 없어야만 진공이라 할 수 있을까요?

주변에서 진공팩이나 진공용기(락앤락) 같은걸 보면 그 안에 분명 공기가 없지는 않은데도. '진공' 용기라고 합니다. 

그렇다면 진공은 대기에 비해서 조금만이라도 공기가 적은 상태라면 진공이라고 생각할 수 있겠습니다. 

 

이제 진공의 정의를 좀 보겠습니다. 

한자로써의 진공(真空)은 '정말 비었다' 라는 뜻입니다.

즉 어떤 밀폐된 용기 안에 그 어떤 입자도 없다면 = 진공상태라고 정의합니다. 

또한 우리는 이 입자를 주로 기체 라고 표현합니다. 

 

그런데 이런 상태를 만들기는 불가능하므로 사람들은 범위를 나눠서 진공에 레벨을 정해두었습니다. 

 

1. 저진공

2. 고진공

3. 초고진공

 

위에서 아래로 내려갈수록 밀폐된 용기 안에 있는 기체는 점점 줄어들게 됩니다. 

 

예를 들면 아래 그림처럼요. 

 

보시다시피 밀폐된 용기 안의 기체입자가 점점 줄어들수록 진공의 레벨이 올라갑니다. 

그러면 완전한 진공은 용기 안에 있는 모든 기체를 전부 빼내면 될 것이라 생각합니다.

 

그런데 정말 기체입자를 모두 빼낼 수 있을까요?

대답은 불가능하다 입니다.

만약 기체 입자를 전부 제거할 수 있는 장치가 만들어졌다고 가정합니다. 아래처럼요. 

모든 기체가 사라진 진공

 

그런데 이제 우리는 현실의 벽에 부딪히게 됩니다. 

가장 먼저 벽을 구성하고 있던 용기가 증발하면서 기체 입자 형태로 바뀌어서 튀어나옵니다. 

 

벽에서 튀어나온 벽 입자

그러면 이제 이 공간은 더 이상 완전한 진공이라고는 부를 수 없겠죠. 

그렇다면, 증발되지 않는 완벽한 벽을 만들어서 가둬두면 되지 않는가?라고 생각할 수 있습니다. 

그렇지만 아쉽게도 튀어나오는 것은 벽 입자만이 아닙니다.

갑작스레 튀어나온 전자

신기하게도 분명 아무것도 없던 공간에서 갑자기 전자가 하나 툭 튀어나오더니 그 자리에 구멍이 생성됩니다. 

그리고 이 구멍은 자기 마음대로 움직이며 입자와 똑같이 행동합니다. 

그러니까 분명 아무것도 없던 공간이 알아서 쪼개지며 2개의 입자가 만들어집니다. 

이제 더 이상 이 공간은 완전한 진공이라 할 수 없습니다. 

 

즉 완전한 진공을 현실에서 구현해 내는 것은 공간이라는 한계가 있는 한 가능하지 않습니다. 

 

진공을 가장 처음 공부하시는 이공계 학부생들이 가장 처음으로 접하는 개념입니다. 

진공이란, 그리고 진공을 만드는 방법, 완전한 진공은 가능한가에 관해서 적어보았습니다.