Le vide ultra poussé fait référence à des pressions inférieures à 10-7 pascals ou 100 nanopascals (un dix-millionième de pascal). Par comparaison, la pression atmosphérique est de 101.3 kPa (kilopascals), plus d’un milliard de fois supérieure, la pression à l’intérieur d’une ampoule est d’environ 1 pascal et la pression dans les parois d’un thermos est d’environ 0.1 pascal. Même l’espace extra-atmosphérique dans la zone autour de la Terre n’est pas un ultra-vide, car il a une pression d’environ 100 micropascals, mille fois plus élevée que dans un ultra-vide. Dans un ultra-vide, le libre parcours moyen de chaque molécule de gaz est de 40 km, ces molécules vont donc entrer en collision plusieurs fois avec les parois de leur chambre avant de se heurter les unes aux autres.
Le vide ultra poussé est principalement utilisé pour les techniques d’analyse de surface, telles que la spectroscopie d’électrons Auger, la spectroscopie de photoélectrons à rayons X, la spectrométrie de masse d’ions secondaires, la spectroscopie de désorption thermique, la spectroscopie de photoémission à résolution angulaire et les techniques de croissance de couches minces nécessitant une grande pureté, telles que épitaxie par faisceau et dépôt chimique en phase vapeur UHV. Le vide ultra poussé est également utilisé dans les accélérateurs de particules pour créer un trajet de faisceau vide.
La création d’un ultra-vide nécessite des mesures extraordinaires. Des conceptions spéciales de chambre minimisent la surface, des pompes à grande vitesse, y compris des pompes parallèles, doivent être utilisées, des tubes à haute conductance sont utilisés pour les pompes, les trous de gaz piégé (comme dans les filetages des boulons) doivent être éliminés, les parois de la chambre doivent être refroidies à des températures cryogéniques pour éviter la sublimation des gaz piégés dans des poches nanoscopiques, toutes les pièces métalliques doivent être électropolies, des matériaux à faible dégazage tels que l’acier inoxydable doivent être utilisés et le système doit être cuit à 250 °C à 400 °C (482 °F à 752 ° F) pour éliminer les traces d’hydrocarbures ou d’eau. Le dégazage – la lente intrusion de molécules de gaz à travers de minuscules fissures dans la chambre – peut être un problème majeur. Certaines chambres peuvent être incapables de produire un vide ultra poussé en raison de la façon dont elles ont été fabriquées, et le matériel doit être jeté et remplacé. Pour toutes ces raisons, réaliser un ultra-vide peut être coûteux et difficile.
Bien que le vide ultra poussé puisse sembler extrême, certains environnements offrent un vide encore meilleur, notamment la surface de la Lune et l’espace interstellaire. Certaines régions de l’espace, comme le vide de Boötes, sont si raréfiées qu’il n’y a qu’un atome par mètre cube.