國際標準1千克砝碼

據英國《新科學家》雜志報道，最近，一個由工程師和能工巧匠組成的國際小組造出一對幾近完美的球體，被認為是世界上最圓的物體，科學家希望它能夠成為千克度量新標準。

或成千克度量新標準

上周在法國舉行的SPIE天文望遠鏡與儀器大會上，與會代表對這兩個不同尋常的球體進行了討論。國際小組造出它們是為了解答“千克問題”?，F有的由鉑銥合金制成的國際千克原器存放于法國首都巴黎，具有120年歷史，但它已“神秘地”比原來輕了50微克，給從事科學研究和數據統計等精密工作的人帶來不少麻煩。

于是，負責制定單位和度量標準的研究人員(稱為計量學家)提出了多個重新定義千克標準的建議。2011年，國際計量委員會將對這個問題做出最終裁決。其中一個建議由名為阿伏伽德羅項目(Avogadro Project)的國際小組提出，旨在通過數量明確的硅原子來精確定義千克標準。千克到底有多少硅原子？為了解答這個問題，科學家特意制造了這對完美硅球體。

未來幾年，意大利、比利時、日本和美國的科學小組將精確計算出用來制造該球體所需的硅原子數目。這不是一項輕松的工作。為了驗證每個球體的體積，科學家們利用激光光學干擾儀從球體表面上隨機選擇6萬個點，測量每個點彼此間的距離。同時，他們還將用X射線晶體檢測器拍攝硅晶體結構的照片，用以確定原子的空間距離和密度。

通過將密度和體積相乘，每個小組都將得出自己的1千克到底有多少硅原子的計算。重要的是，這些數據要彼此相符。不過，這些球體的制造同樣是個挑戰。澳大利亞英聯邦科學和工業研究組織(CSIRO)于今年4月將這項重任交到阿伏伽德羅項目組，希望其早日完成這個棘手的工作

動用造核武器的離心機

據科學家介紹，他們使用前蘇聯曾經用以制造核武器的離心機來提取高純度的硅。離心機將這些硅從同位素中分離出來，以便讓研究人員打造出高純度的硅-28。之后，他們將這些純度極高的硅運到德國的國家計量研究所(PTB)，通過一臺數十年前為東德生產硅的設備“長”成了巨大的晶體?？蒲腥藛T在經過6次的失敗嘗試后，終于將這些硅制成了硅晶體。硅晶體被一分為二，變成兩塊5公斤的晶體，并運到澳大利亞。

為加工成這對硅晶體，澳大利亞精確光學中心(ACPO)還不惜請出已經退休的光學工程師阿奇姆·雷斯納(Achim Leistner)，讓這位從事了數十年精確球體制造的老人將兩個硅晶體作為他的晚年杰作。澳大利亞精確光學中心采用類似于英國偉大物理學家牛頓 300年前為望遠鏡制造透鏡的技術。技術人員用兩個離心頭手動打磨晶體的表面。
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