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硅28晶体有望成为新的一千克标准物流

发布时间:2019-11-29 16:39:31 阅读: 来源:电热圈厂家

科学网-硅28晶体有望成为新的“一千克”标准

图片说明:纯硅28晶体(图片来源:Josef Zens, Institute for Crystal Growth)众所周知,现今的 一千克 重量是以保存在法国巴黎的一块铂铱合金为基准的。不过,科学家注意到,经过大约100年,合金中的原子得失有可能引起大约0.1毫克的质量改变。所幸的是,随着一块世界上最纯的硅28晶体的诞生,研究人员向着重新定义一千克又迈进了一步。改进重量标准的一种较为理想的方法就是制造一块晶体,使科学家能够精确确定其中的原子类型和数量。换句话说,就是将 一千克 重量与单个原子的质量联系起来,提高基准的精确度。不过,研究人员对于天然硅的尝试表明,利用质谱仪测定硅同位素的比例,引入的误差是较大的。因此,德国柏林晶体生长研究所(Institute of Crystal Growth in Berlin)Helge Riemann领导的小组开始致力于极纯硅晶体的研究。研究人员用了6个月的时间,将一块来自俄罗斯的纯度为99.994%的硅28原材料反复融化除杂,最终于5月23日得到了理想的纯硅28晶体,每1000万个硅28原子中仅含有一个其他原子。这块重5千克的纯硅晶体即将被分割,并在明年制成两块1千克的球体。不过,科学家还需要几年的时间来进行同位素分析、X射线晶体堆积研究以及球体体积的测定,从而精确确定它们的质量。如果一切进展顺利,新 一千克 标准的误差大约只有百分之几毫克。尽管新的硅28晶体仍会随着时间的推移而发生改变,但代表着 一千克 质量的硅28原子数目永远都是恒定且有意义的。值得一提的是,纯晶体并不是科学家尝试的唯一方法。有些研究小组正在通过测定一定质量物体产生的引力和电磁场,来确定新的 一千克 标准。不过,大家努力的目标都是一样的,那就是要将 一千克 的误差减小到0.02毫克。(科学网 任霄鹏/编译)更多阅读(英文)《自然》在线报道全文

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