Racjonalista - Strona głównaDo treści


Fundusz Racjonalisty

Wesprzyj nas..
Zarejestrowaliśmy
171.989.690 wizyt
Ponad 1064 autorów napisało dla nas 7337 tekstów. Zajęłyby one 28957 stron A4

Wyszukaj na stronach:

Kryteria szczegółowe

Najnowsze strony..
Archiwum streszczeń..

 Kiedy będzie dostępna szczepionka na SARS-CoV-2 ?
Za miesiąc
Za pół roku
Za rok
Nie będzie możliwa
  

Oddano 1416 głosów.
Chcesz wiedzieć więcej?
Zamów dobrą książkę.
Propozycje Racjonalisty:

Złota myśl Racjonalisty:
Wielu ludzi uważa Boga za służącego; chcieliby, aby wykonywał za nich brudną robotę.
Nowinki i ciekawostki naukowe
Fizyka
Milowy krok w poszukiwaniu kilograma (14-02-2011)

Naukowcy policzyli atomy w krysztale krzemu z niespotykaną dotychczas dokładnością, czyniąc ogromny krok naprzód w staraniach zmierzających do zdefiniowania kilograma (kg) na podstawie stałych fizycznych.

Prace, których wyniki opublikowano w czasopiśmie Physical Review Letters, zostały częściowo dofinansowane ze środków unijnych za pośrednictwem projektu IMERA Plus (Wdrażanie metrologii w Europejskiej Przestrzeni Badawczej - plus). Projekt IMERA Plus, który otrzymał 21 mln EUR z budżetu "Koordynacja działalności badawczej" Siódmego Programu Ramowego (7PR), gromadzi krajowe instytuty metrologiczne z całej Europy, aby odpowiedzieć na podstawowe pytania, takie jak definicja kilograma.

Obecnie większość miar opiera się na ustalonych stałych fizycznych. Na przykład Międzynarodowe Biuro Miar i Wag (BIPM) definiuje metr jako "długość drogi, jaką przebywa światło w próżni w przedziale czasu równym 1/299.792.458 sekundy", podczas gdy sekunda jest "czasem trwania 9.192.631.770 okresów promieniowania odpowiadającym przejściu między dwoma nadsubtelnymi poziomami stanu podstawowego atomu cezu 133".

Tylko jedna miara oparła się tego rodzaju definicji - kilogram, który jest nadal definiowany przez BIPM jako "równy masie międzynarodowego prototypu kilograma". Międzynarodowy prototyp kilograma to blok platynoirydu (Pt-Ir) przechowywany w siedzibie BIPM w Paryżu, Francja. Jednak pomimo przechowywania go w starannie kontrolowanych warunkach, waga oficjalnego kilograma nie jest stała. Naukowcy szacują, że w ciągu ostatnich stu lat zmieniła się o około 50 mikrogramów. Poszukiwania polegają zatem na wypracowaniu jednoznacznej, stałej definicji kilograma.

Od 2003 r. w ramach międzynarodowego projektu Avogadro, którego koordynatorem jest Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) w Niemczech, prowadzone są prace nad opracowaniem definicji kilograma opartej na stałej Avogadra. W przypadku pierwiastka stała Avogadra odnosi się do liczby atomów w ilości materiału, którego masa w gramach odpowiada liczbie atomowej pierwiastka. Jako taka, stała Avogadra "łączy właściwości atomowe i makroskopowe materii" - napisali naukowcy.

W ramach ostatnich badań międzynarodowy zespół naukowców dążył do policzenia liczby atomów w pojedynczym, jednokilogramowym krysztale krzemu. Krzem został wybrany zdaniem naukowców dlatego, że może powstawać w postaci niezwykle czystych, dużych i niemal doskonałych kryształów. Ostatecznym celem projektu Avogadro jest pomiar stałej Avogadra w takim krysztale z niepewnością pomiaru zaledwie 2 x 10 do potęgi -8. W toku procesu czerpano z wiedzy eksperckiej instytutów metrologicznych z całego świata.

Naukowcy wykorzystali dwie kule wypolerowane w Australii. Następnie poddano ocenie doskonałość kryształów oraz wpływ wad w sieci krystalicznej. Włoski instytut metrologiczny (INRIM) zastosował interferometrię rentgenowską do ustalenia parametru sieci krystalicznej, a jego wyniki zostały potwierdzone na podstawie porównania pomiarów w naturalnym krysztale krzemu przeprowadzonych w amerykańskim Narodowym Instytucie Standaryzacji i Technologii (NIST).

Masa dwóch kuli krzemowych została porównana z masą wzorców kilograma przechowywanych w BIPM, PTB i Japońskim Krajowym Instytucie Metrologii (NMIJ). Warstwa powierzchniowa kul z ditlenku krzemu została poddana serii testów, w tym promieniowaniu rentgenowskiemu i promieniowaniu synchrotronowemu. Zmierzono również zanieczyszczenie powierzchni krzemkami miedzi i niklu oraz oceniono jego wpływ na objętość i masę kul. Wreszcie zespół z PTB zastosował nową metodę spektroskopii mas do ustalenia masy molowej kul.

Działania te umożliwiły policzenie liczby atomów w próbkach z niepewnością pomiaru zaledwie 3 x 10 do potęgi -8. "Otrzymana wartość... jest najprecyzyjniejszą daną wejściową dla nowej definicji kilograma" - napisali naukowcy. W oświadczeniu PTB zauważa: "Wynik stanowi krok milowy na drodze do udanego wypracowania nowej definicji kilograma w oparciu o podstawowe stałe, których wartości są już ustalone".

Naukowcy podkreślają, że ich definicja nadal nie jest wystarczająco precyzyjna, aby zastąpić prototyp kilograma z Paryża. W tym celu muszą osiągnąć poziom niepewności rzędu 2 x 10 do potęgi -8, jak wymaga tego Komitet Koordynacyjny ds. Masy (CCM) przy BIPM. Aczkolwiek wygląda na to, że dni paryskiego kawałka metalu jako wzorca kilograma są policzone.

Naukowcy podsumowują: "Zgodność między różnymi realizacjami nie jest jeszcze wystarczająca na tyle, by wycofać prototyp Pt-Ir kilograma, niemniej zważywszy na już wypracowane możliwości i przewidywane udoskonalenia, realistycznym wydaje się osiągnięcie docelowej niepewności w najbliższej przyszłości".

© Unia Europejska 2005-2011

Źródło: CORDIS

Referencje dokumentu: Andreas, B., et al. (2011) Determination of the Avogadro constant by counting the atoms in a 28si crystal. Physical Review Letters 106: 030801 (publikacja z dnia 18 stycznia). DOI: 10.1103/PhysRevLett.106.030801.

Fot. The Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation of Australia


Dodaj komentarz do wiadomości..

Nauka - sondaż Racjonalisty

 Neuroenhancement, czyli chemiczne wspomaganie pracy mózgu to:
sposób na optymalne wykorzystanie ludzkiego potencjału
pożyteczna dziedzina badań naukowych
kolejny krok ku dehumanizacji człowieka
chwyt marketingowy przemysłu farmaceutycznego
zwykła życiowa konieczność
nie mam zdania
  

Oddano 25256 głosów.


Reklama

Racjonalista wspiera naukę. Dołącz do naszych drużyn klikając na banner!
 
 
 
Więcej informacji znajdziesz TUTAJ
[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ]
Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja | administrator)
Fundacja Wolnej Myśli, konto bankowe 101140 2017 0000 4002 1048 6365