| 기준 | 나노파스칼 (nPa) | 테라파스칼 (TPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 1.01325 × 1014 nPa | 0.000000101325 TPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 1.6 × 1013 nPa | 0.000000016 TPa |
| A car tyre | 2.2 × 1014 nPa | 0.00000022 TPa |
| A racing bicycle tyre | 6 × 1014 nPa | 0.0000006 TPa |
나노파스칼은 파스칼의 10 억분의 1 에 해당하는 압력 단위입니다. 기호는 nPa 입니다. 압력 눈금의 먼 끝을 가리키며, 그곳에서는 면을 미는 힘이라는 압력의 생각이 쓸모를 잃고 입자가 얼마나 적은지를 말하는 표현이 됩니다.
이 단위의 가장 또렷한 집은 극고진공입니다. 보통의 실험실 진공은 밀리파스칼에 이르고, 표면 물리와 가속기의 빔 관이 쓰는 초고진공은 마이크로파스칼에 이릅니다. 그 아래에 나노파스칼과 그보다 낮은 극고진공이 있습니다. 거기 닿으려면 밀폐된 통과, 금속 자체에서 기체를 몰아내기 위한 200 도에서 몇 시간의 구워 내기와, 분자를 밀지 않고 가두는 펌프가 있어야 합니다.
그런 압력에서도 통은 비어 있지 않습니다. 1 나노파스칼에는 아직 1 세제곱센티미터마다 25 만 개쯤의 분자가 있습니다. 아주 많아 보이지만, 같은 부피의 방 공기 속에 있는 2500 경 개와 견주면 하찮습니다. 중요한 것은 개수가 아니라 평균 자유 행로입니다. 분자는 이제 다른 분자와 부딪치기까지 몇 천 킬로미터를 가므로, 이웃을 만나기 훨씬 앞서 벽을 칩니다.
바로 그것이 요점입니다. 표면의 과학은 시료가 실험 내내 깨끗이 남기를 바라지만, 보통의 압력에서는 갓 낸 면이 약 1 나노초 만에 붙은 기체의 켜로 덮입니다. 1 나노파스칼이면 같은 면이 며칠 동안 깨끗합니다. 진공은 공기를 없애려 있는 것이 아니라 시간을 사려 있는 것입니다.
우주가 자연스러운 견줌거리입니다. 지구 낮은 궤도는 약 1 마이크로파스칼로, 아직 대기가 인공위성을 붙들고 끝내 끌어내릴 만큼은 짙습니다. 행성 사이의 공간은 나노파스칼로 셉니다. 별과 별 사이는 훨씬 더 낮아 약 1 펨토파스칼이며, 땅 위의 어떤 펌프도 거기 이른 적이 없습니다. 가장 좋은 실험실 진공조차 별 사이의 공간보다 짙습니다.
빛의 압력도 비슷한 자리에 떨어집니다. 햇빛이 온전히 삼키는 면에 닿으면 지구의 거리에서 약 4.5 마이크로파스칼을 주고, 바깥 행성의 거리에서는 나노파스칼까지 내려갑니다. 태양돛은 이 값으로 일하므로, 쓸 만한 힘을 모으려면 거대하고 가벼워야 합니다.
1 나노파스칼은 0.000000001 파스칼, 0.001 마이크로파스칼, 1000 피코파스칼, 또는 약 0.000000000000145 제곱인치당 파운드와 같습니다.
테라파스칼은 1000 기가파스칼에 해당하는 압력 단위이며 TPa 로 씁니다. 1000 만 바입니다. 기술자가 짓는 것 가운데 이 압력에서 일하는 것은 없습니다. 이 단위는 오히려 과학의 사뭇 다른 두 모퉁이에 속합니다. 알려진 것 가운데 가장 뻣뻣한 재료의 강성과, 큰 행성의 속입니다.
이 단위를 지도에 올린 것은 탄소의 나노 구조입니다. 홑겹 탄소 나노튜브의 영률은 1 테라파스칼에 가깝고 그래핀 한 장도 마찬가지여서, 무게에 견주면 지금까지 재어진 것 가운데 가장 뻣뻣한 재료가 됩니다. 오랫동안 기준이던 다이아몬드는 1.2 테라파스칼입니다. 이 세 값이야말로 재료 과학에 이 단위가 모습을 드러내는 까닭의 전부입니다.
이 수준의 강성은 세기와 같은 것이 아닙니다. 나노튜브는 늘어나는 데 엄청나게 버티지만, 그것을 잔뜩 묶어 만든 실제 섬유는 훨씬 낮은 응력에서 끊어집니다. 관들끼리 서로 미끄러지기 때문입니다. 1 테라파스칼의 탄성률을 1 테라파스칼의 파단 강도로 잘못 아는 것은, 이 재료들에 관한 일반용 설명에서 가장 흔한 잘못 가운데 하나입니다.
행성의 속은 참된 테라파스칼의 압력에 이릅니다. 목성의 중심은 3 에서 4 테라파스칼로 어림되고, 더 큰 가스 행성의 핵은 그것을 넘습니다. 그런 조건에서 수소는 금속처럼 움직이며, 바로 그것이 행성의 자기장을 낳습니다. 곧 이 단위는 구조물에 걸리는 하중이 아니라 물질의 상태를 말하고 있습니다.
실험실도 이제 짧은 동안이라면 여기에 닿습니다. 레이저로 몰아붙이는 충격 압축과 펄스 자기장의 기법은 시료를 몇 나노초 동안 테라파스칼 대역으로 밀어 올립니다. 그 재료의 밀도와 짜임새가 어떻게 반응하는지를 기록하기에는 그만한 시간으로 넉넉합니다. 거대 행성 내부 조건에서의 물질에 대해 곧바로 얻을 수 있는 증거는 이 실험들뿐입니다.
눈금을 말하자면 1 테라파스칼은 대기압의 1000 만 배이고 지구 중심 압력의 약 세 배입니다. 이 수는 더는 사람이 느낄 수 있는 것이 아니게 되고, 화학이 달라질 만큼 가까이 눌린 원자가 무엇을 하는지에 대한 서술이 됩니다.
1 테라파스칼은 1 조 파스칼, 1000 기가파스칼, 1000 만 바, 또는 약 1 억 4500 만 제곱인치당 파운드와 같습니다.