تلاش محققان برای تعریف جدید کیلوگرم

به گزارش خبرگزاری مهر، تیمی از محققان اروپایی، ژاپنی، استرالیایی، روسی و آمریکایی توانستند تعداد عددهای حاضر در یک کره یک کیلوگرمی از عنصر سیلیسیوم را برای ارائه تعریف دوباره کیلوگرم شمارش کنند.

واحد اندازه گیری کیلوگرم در سال 1889 در یک استوانه ای که 90 درصد آن از پلاتین و 10 درصد از آن از ایریدم تشکیل شده بود تعریف شد. این استوانه در سازمان بین المللی اوزان و مقیاسها در پاریس نگهداری می شود.

با گذشت زمان این استوانه نمونه به سبب گرد و غباری که در سطح میکروسکوپی روی آن را گرفته بود افزایش وزن پیدا کرد و زمانی که دانشمندان آن با بخار آب تمیز کردند مقداری از وزن آن کم شد. یکی از تازه ترین اندازه گیریها نشان می دهد که در مدت یک قرن به میزان 50 میکروگرم بر وزن این استوانه نمونه افزوده شده است. بنابراین تعریف دوباره کیلوگرم که از دقت بسیار بالایی برخوردار باشد ضروری است.

در این راستا، این تیم بین المللی برای ساخت این نمونه جدید از ترکیبی از ایزوتوپهای  Si-28، Si-29 و Si-30 عنصر سیلیسیوم ناخالص استفاده کردند و از مرکز تخصصی غنی سازی اورانیوم در سن پترزبورگ تخصصی خواستند که این ترکیب را برای به دست آوردن یک نمونه از ایزوتوپ Si-28 با درجه خلوص 99/99 درصد غنی کنند.

سپس این دانشمندان از این نمونه برای ساخت یک کریستال 5 کیلوگرمی استفاده کردند و پس از دو سال تحقیقات از این کریستال دو کره تقریبا مطلوب تولید کردند.

در فاز بعدی تحقیقات، اتمهای سیلیسیوم از طریق اندازه گیری حجم کره با استفاده از یک دستگاه تداخل سنج لیزری شمارش شدند و با اندازه گیری تفرق پرتوهای ایکس، فاصله میان این اتمها که به طور منظم چیده شده بودند محاسبه شد.

براساس گزارش PhysOrg، نتایج این بررسیها نشان داد که ثابت آوگادرو برابر با (18) 6.02214084 در 10 به توان 23 مول (1-)  با خطای تخمینی 30 قسمت در میلیارد است.

این پروژه در اینجا پایان نیافته است چرا که کمیته بین المللی اوزان و مقیاسها برای بازنگری تعریف کیلوگرم به خطای تخمینی 20 قسمت در میلیارد نیاز دارند. به همین منظور این دانشمندان امیدوارند با دستیابی به این نتایج به تعریف جدید و دقیقتری از واحد اندازه کیلوگرم دست یابند.