Το πιο στρογγυλό αντικείμενο του κόσμου!

Ένα κιλό δεν είναι πια αυτό που ήταν κάποτε. Κυριολεκτικά. Το αρχικό όνομα ήταν “grave”, που προτάθηκε το 1793, αλλά έπεσε “θύμα” της Γαλλικής Επανάστασης (όπως και ο άνθρωπος που το επινόησε, ο Λαβουαζιέ).

Έτσι, αρχίζει η ιστορία της πιο ασυνήθιστης μονάδας μέτρησης του Διεθνούς Συστήματος Μονάδων (S.I). Το κιλό (ή χιλιόγραμμο) είναι η μοναδική μονάδα μέτρησης του SI που έχει πρόθεμα (κίλο-, δηλαδή επί χίλια) και η μόνη που ορίζεται από ένα φυσικό τέχνημα, το διεθνές πρότυπο κιλό).

Το πρόβλημα αυτού του ορισμού του κιλού (χιλιόγραμμου) είναι εμφανές από καιρό. Το πρότυπο κιλό δεν διατηρεί την ίδια μάζα, συγκρινόμενο με 40 όμοιους κύλινδρους που έχουν κατασκευαστεί. Έτσι, αποτελεί στόχο να αποσυνδεθεί ο ορισμός του κιλού από το φυσικό αντικείμενο (δηλαδή το πρότυπο κιλό). Δύο προσεγγίσεις θεωρείται ότι οδηγούν σε αυτόν τον σκοπό: το Σχέδιο Avogadro (Avogadro Project) και o ζυγός Watt (Watt balance).

Το σχέδιο Avogadro στοχεύει να επαναπροσδιορίσει την σταθερά Avodagro (η οποία προς το παρόν ορίζεται βάσει του κιλού: είναι ο αριθμός των ατόμων σε 12 g του άνθρακα-12) και να αντιστρέψει τη συσχέτιση, δηλαδή το κιλό να οριστεί βάσει της σταθεράς Avogadro).

Για αυτό το σκοπό, έπρεπε να κατασκευαστεί η τελειότερη σφαίρα πάνω στη Γη. Αυτή η σφαίρα είναι φτιαγμένη από έναν κρύσταλλο πυριτίου-28. Μετρώντας προσεκτικά την διάμετρο της σφαίρας, μπορεί να προσδιοριστεί ο όγκος της σφαίρας. Επειδή είναι γνωστός ο όγκος που καταλαμβάνουν τα άτομα πυριτίου, μπορεί να υπολογιστεί ο αριθμός των ατόμων πυριτίου που περιέχονται στη σφαίρα (και κατ’ επέκταση η σταθερά Avogadro).

(Ακολουθεί το πρωτότυπο κείμενο)

A kilogram isn’t what it used to be. Literally. The original name for it was the ‘grave’, proposed in 1793 but it fell victim to the French Revolution like its creator, Lavoisier. So begins the tale of the most unusual SI unit. The kilogram is the only base unit with a prefix in its name, and the only one still defined by a physical artifact, the international prototype kilogram or IPK.

But the problem with this definition has long been apparent. The IPK doesn’t seem to maintain its mass compared to 40 similar cylinders minted at the same time. The goal is therefore to eliminate the kilogram’s dependence on a physical object. Two main approaches are being considered to achieve this end: the Avogadro Project and the Watt Balance.

The Avogadro project aims to redefine Avogadro’s constant (currently defined by the kilogram — the number of atoms in 12 g of carbon-12) and reverse the relationship so that the kilogram is precisely specified by Avogadro’s constant. This method required creating the most perfect sphere on Earth. It is made out of a single crystal of silicon 28 atoms. By carefully measuring the diameter, the volume can be precisely specified. Since the atom spacing of silicon is well known, the number of atoms in a sphere can be accurately calculated. This allows for a very precise determination of Avogadro’s constant.

Special thanks to Katie Green, Dr. David Farrant, the CSIRO, and the National Measurment Institute for their help. Thanks also to Nessy Hill for filming and reviewing earlier drafts of this video.

There is debate as to whether this is truly the roundest object ever created. The Gravity Probe-B rotors are also spherical with very low tolerances such that they may in fact be rounder.

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s