الكرة المصممة لإعادة تعريف كيلوغرام تحتوي على أنقى سيليكون تم إنشاؤه على الإطلاق
الكرة المصممة لإعادة تعريف كيلوغرام تحتوي على أنقى سيليكون تم إنشاؤه على الإطلاق
فيديو: الكرة المصممة لإعادة تعريف كيلوغرام تحتوي على أنقى سيليكون تم إنشاؤه على الإطلاق
فيديو: ما هو السيلكون؟ما هي الصناعات المعتمدة على السيلكون؟كيف تعمل الخلية الضوئية؟عصر السيلكون. 2023, شهر فبراير
Anonim

مقياس جديد ، يدخل حيز التنفيذ في 2018 ، يعتمد على الكريستال الخالي من الشوائب.

الكرة المصممة لإعادة تعريف كيلوغرام لديها أنقى سيليكون تم إنشاؤه على الإطلاق
الكرة المصممة لإعادة تعريف كيلوغرام لديها أنقى سيليكون تم إنشاؤه على الإطلاق

تبين أن الكرة المثالية التي ستُستخدم لإعادة تعريف الكيلوغرام بدلالة ثابت بلانك في عام 2018 تتكون من أنقى سيليكون تم صنعه على الإطلاق.

الكيلوجرام هو الوحدة الوحيدة التي لا تزال تعتمد على شيء مادي "big k" عبارة عن أسطوانة بلاتينية - إيريديوم مخزنة في قبو تحت الأرض في فرنسا. ومع ذلك ، بمرور الوقت ، يمكن أن تكتسب هذه الأداة أو تفقد ذرات ، ولهذا قررت اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس إعادة تعريف الوحدة باستخدام ثابت بلانك. يرتبط هذا الثابت الفيزيائي الأساسي بالكتلة من خلال صيغة أينشتاين E = mc2.

تتضمن إحدى طرق حساب ثابت بلانك تحديد ثابت أفوجادرو ، وهو عدد الجسيمات في كمية معينة من المادة. للقيام بذلك ، سيحسب العلماء الذرات في كرة السيليكون - لكن هذا لا يعمل إلا إذا كانت البلورة خالية من الشوائب.

قام باحثون في المعهد الوطني لأبحاث المقاييس بإيطاليا والمنظمة الأسترالية للعلوم والتكنولوجيا النووية بفحص عينة من الكرة بحثًا عن 65 شوائب عنصرية باستخدام تحليل التنشيط النيوتروني. يؤدي هذا إلى قصف العينة بالنيوترونات ، مما يتسبب في تكوين الذرات لنظائر مشعة. نظرًا لأن كل عنصر له مسار انحلال معين ، يمكن لتحليل التنشيط النيوتروني تحديد طبيعة ومقدار كل عنصر داخل العينة.

أكبر شوائب وجده الفريق كان النحاس - حوالي 70 نانوجرام لكل جرام من العينة. هذا يضيف ما يصل إلى ذرة نحاس واحدة لكل ثلاثة مليارات ذرة سيليكون. تم العثور على عناصر أخرى بكميات أصغر - picograms إلى femtograms لكل جرام من السيليكون - بما في ذلك الكروم والكوبالت والغاليوم والزرنيخ والبروم واللانثانوم والتنغستن والذهب. لم يعثر الباحثون على أي أثر لأي من العناصر الأخرى ، حتى حدود الكشف عنها.

مع احتساب جميع الشوائب ، فإن 1 كجم من المادة تزن 0.7 ميكروغرام أقل مما ينبغي إذا كانت كل ذرة من السيليكون. وهذا يجعل الكرة ، الغنية بنظير العنصر الأكثر وفرة من السيليكون -28 ، أكثر نقاءً من الجرم السماوي المصنوع سابقًا والمستخدم لأحدث تحديد لثابت أفوجادرو.

شعبية حسب الموضوع