Perfektný kremíkový kryštál
30.5.2007 12:49:30 | QNature | Počet zobrazení: 1825x
Kus čistého kremíka-28 by mohol pomôcť predefinovať kilogram.
Vedci sú znova bližšie k predefinovaniu kilogramu, keď vytvorili dosiaľ najčistejší kus kryštalického kremíka-28.
Dnešný štandardný kilogram je definovaný kusom zliatiny platiny a irídia, ktorý je uložený v trezore pri Paríži. Vedci sú ale znepokojení, že stratené atómy a atómy získané z kovu zmenili jeho hmotnosť o približne 0,1 mg za storočie. To mení štandard, pomocou ktorého sú kalibrované najpresnejšie prístroje.
Spôsobom, akým zdokonaliť štandard je vytvoriť kryštál tak dokonalý, že bude možné určiť presne počet a typ jeho atómov. Spolu s informáciou o hmotnosti každého z atómov by to dovolilo oveľa precíznejšiu definíciu hmotnosti.
Výskumníci to skúsili s kusom prírodného kremíka. Určovanie rozdelenia rôznych druhov izotopov kremíka v kuse prírodného kremíka pomocou spektrometrie spôsobilo ale chyby v meraniach.
Nový kryštál v tvare činky má hmotnosť 5 kg a mohol by pomôcť odstrániť chyby spektrometrie, pretože je tvorený takmer výlučne jediným izotopom. Bol vyrobený z Ruského materiálu, ktorý obsahuje 99,994% čistého kremíka-28.
Vedci strávili šesť mesiacov čistením materiálu od cudzích elementov opakovaným roztavovaním kremíka v aparatúre, ktorá nemala vplyv na materiál, Výsledný kryštál obsahuje približne 1 cudzí atóm na 10 miliónov atómov kremíka.
Predmet v hodnote 2 milióny eur vedci na budúci rozdelia a vybrúsia do dvoch kilogramových gúľ, materiál zo stredu činky uložia pre testovacie účely. Budú ale potrebné roky ďalších meraní, kým bude možné presne určiť hmotnosť týchto objektov, napríklad bude potrebné analyzovať zvyšných 0,006% kremíka v kryštáli a určiť presný objem vzniknutej gule.
Ak všetko pôjde podľa plánu, vedci odhadujú, že proces dokáže určiť hmotnosť telesa s presnosťou na stotiny miligramu.
Výhodou bude, že bude možné rozdeliť kilogram počtom atómov. V priebehu rokov síce bude dochádzať k úniku atómov, definícia však ostane nezmenená.
V súčasnosti je najlepšou chybou 3,6x10^-8, čo predstavuje 0,036 mg na kilogram. Vedci smerujú ku chybe 2x10^-8, ale sú zatiaľ len na ceste.