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这是世界上最圆的物体,一个价值千万,它的存在可以改变世界……

科普中国  · 公众号  · 科学  · 2024-11-22 15:30

主要观点总结

文章介绍了由超纯硅制成的球体,它是阿伏伽德罗计划的产物,被用来精确测量阿伏伽德罗常数,以重新定义千克的质量标准。球体几乎完美对称,具有极高的精度和稳定性,是科学奇迹和人类科技巅峰的杰作。文章还介绍了球体的制作过程、选择硅-28同位素和球形的原因,以及其对科学领域的影响。

关键观点总结

关键观点1: 阿伏伽德罗计划

一群科学家决定寻找一种全新的、不会随时间漂移的质量标准,以重新定义千克的质量标准。于是诞生了阿伏伽德罗计划,制造出了硅球。

关键观点2: 硅球的特点和制造过程

硅球由99.9999%的超纯硅制成,具有极高的热稳定性和机械强度。其制造过程包括分离硅-28同位素、化学气相沉积法沉积在种子晶体上、切割成球形粗坯、研磨和抛光等步骤。

关键观点3: 硅球作为质量标准的重要性

硅球的出现解决了传统质量标准(如铂铱合金圆柱体)存在的漂移误差问题,为国际单位制提供了稳定的基础,确保了全球范围内的测量和生产具有一致性。

关键观点4: 硅球的选择原因

选择硅球作为质量标准是因为硅具有极高的热稳定性和机械强度,不易受环境变化的影响,且提纯后几乎不会与空气中的氧气或其他化学物质发生反应。

关键观点5: 阿伏伽德罗常数的意义

基于这颗硅球,科学家们可以精确地计算出一个近乎完美的阿伏伽德罗常数,为国际单位制的新定义提供了稳定的基础。


文章预览

在地球上,哪一个物体最接近真正意义上的“圆”? 答案并非大自然的馈赠,而是人类科技的巅峰杰作—— 由超纯硅制成的球体。 图源:nist 有多圆?如果硅球有地球那么大,那么在这颗球上,最深沟壑的和最高的山峰之间只有 5 米……近乎完美。 这颗球体不是一件随意的实验产物,而是一个科学奇迹,它的名字被写进了物理学的传奇: 阿伏伽德罗计划。 阿伏伽德罗计划 图源:sci-galary 目前,全球共有 7 颗阿伏伽德罗计划的硅球,这些球体的制造成本极其昂贵,每颗的价值约为三百万美元。这 7 颗硅球被用来精确测量阿伏伽德罗常数,以重新定义千克的质量标准。 它们的极高精度对于确保国际单位制的一致性和稳定性至关重要, 这些 球体也是世界上最精密的科学仪器之一,代表了人类在科学测量领域的最高水平。 这个故事要从上世纪九十年 ………………………………

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