„Kilogramm” változatai közötti eltérés

a (→‎Az Avogadro-project: nyelvtani jav.)
(→‎Az Avogadro-projekt: helyesírás)
=== Atom-számláló megközelítés ===
==== Az Avogadro-projekt ====
* Az [[Avogadro-szám]]<ref>{{cite web |url= http://www.npl.co.uk/engineering-measurements/mass-force-pressure/mass/research/avogadro-project |title=Avogadro Project |first=Stephen |last=Downess |work=npl.co.uk |year=2011 |accessdate=22 March 2011}} Az Avogadro-projekt (National Physical Laboratory) szilíciumgömbje</ref> megközelítés kísérletet tesz rá, hogy a kilogrammot adott számú [[szilícium]]-atom tömegeként definiálja. Gyakorlati megközelítéssel egy [[gömb]]öt használnának, amelynek méretét [[Interferencia|interferometria]] felhasználásával mérhetnék.<ref>{{cite web |url= http://www.npl.co.uk/upload/pdf/buoycornote.pdf |title=buoycornote.pdf |first= |last= |work=npl.co.uk |year=2007 |accessdate=25 March 2011}}A szilícium-gömbszilíciumgömb és más etalonok mérési hibája a levegő által keltett felhajtóerő következtében</ref>
 
A projekt megvalósításához egyetlen szilícium-izotópszilíciumizotóp szükséges. Erre a célra a 28-as izotópot választották, amelyet Oroszország tudott elegendő mennyiségben szállítani. Ebből az anyagból a német PTB-nek sikerült a egykristály növesztéssel szilíciumegykristálynövesztéssel gömböketszilíciumgömböket előállítania. Az ausztráliai Optikai Kutatóintézetben érték el a gömbök csiszolásával a lehető legtökéletesebb gömbformát. Az így létrehozott 93 mm átmérőjű gömbnek a gömbformától való eltérése jelenleg kisebb, mint 35 nm.<ref>{{cite web |url= http://www.csiro.au/science/ps35k.html |title=Precision spheres in push to re-define kilogram (Achievement) |first= |last= |work=csiro.au |year=2011 |accessdate=1 April 2011}} Az ''Australian Centre for Precision Optics'' beszámolója a szilíciumgömbök előállításáról</ref> A szilícium gömbszilíciumgömb felületén oxidok képződnek néhány molekulányi rétegben (SiO és SiO<sub>2</sub>). Víz is rakódik rá; ha azonban vákuumban mérjük a tömegét, a víz elpárolog róla, tehát a mérés pontosságát nem befolyásolja. A hagyományos platina–irídium kilogrammok ellenőrzése nagy mértékben függ azok állapotától és a mérlegek tulajdonságaitól, addig a szilícium etalonrólszilíciumetalonról elmondható, hogy adatai ismertek és állandóak.
 
Az elgondolás a következőkön alapszik:
* Az Avogadro-szám az alapvető fizikai állandók közé tartozik, és értékét nagy pontossággal ismerjük. Ennek alapján pontosan megmondható, hány darab atom van egy kilogramm szilícium-28-ban
* A szilícium kristályszilíciumkristály rácsállandója atomfizikai megfontolások alapján kiszámítható, értékét ezért pontosan ismerjük
* A rácsállandó és az atomok darabszáma alapján pontosan meghatározható a gömb térfogata; ebből az átmérője. A szilícium -egykristály monotonitása rendkívül stabil
* Az előbbi adatokból nagy pontossággal ismertté tehető a szilícium gömbszilíciumgömb sűrűsége. A sűrűség ismeretében a hidrosztatikai mérlegelés pontosan elvégezhető.
 
A mérési bizonytalanságot rontja, ha az etalonban más izotópok is vannak, mint a tervezetben meghatározott 28-as; ezek éppúgy rácsszerkezeti hibát okoznak, mint bármilyen egyéb szennyező anyag. Ezért van szükség a tiszta izotópra a mérések számára.