Szilícium a tudomány új kilogrammjához

Fizika: szilícium az új kilogrammért

A Braunschweig-i Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) minden előfeltételt megteremtett az alap kilogramm újradefiniálásához. Márciusban nagy tisztaságú szilícium-28 kristályt kapott, amelyből az alkalmazottak két szférát gyártanak és elemeznek. Ennek során soha nem látott pontossággal fogja meghatározni az Avogadro és Planck állandókat.

kilogrammjához

A kristályban lévő szilícium-28 99,998 százalék izotóp tisztaságú. A berlini Leibniz Kristálynövekedési Intézet hibátlan egykristályt húz elő ebből. Ez szolgál majdnem tökéletesen gömb alakú golyók kiindulási anyagaként. Közvetett módon megszámolva a benne lévő atomokat, és a gömbök tömegéhez és térfogatához viszonyítva, minden eddiginél pontosabban meghatározhatják Avogadro állandóját és a hozzá kapcsolódó Planck-állandót - ez utóbbi felhasználható a kilogramm meghatározására. Jelenleg a kutatók 2–100 millió atomkal kalkulálnak rosszul; ezt a hibaarányt felezni akarják.

A Párizs melletti Sèvres-ben található platina-irídium henger jelenleg a kilogramm referenciaértéke. De a kémiai és fizikai folyamatok miatt fokozatosan változik. Ezért törekszenek világszerte a kilogramm meghatározására kizárólag természetes állandók felhasználásával. A PTB alkalmazottai úgy döntöttek, hogy ezt a szilícium gömbök atomjainak számlálásával végzik. Más intézetek, különösen az USA-ban, Kanadában, Franciaországban és Svájcban alternatív módszereket alkalmaznak, például úgynevezett watt-mérlegeket. Az új meghatározás várhatóan 2018 végén lép hatályba.