硅28晶體有望成為新一千克標准

　　作者：任霄鵬

　　眾所周知，現今的『一千克』重量是以保存在法國巴黎的一塊鉑銥合金為基准的。不過，科學家注意到，再過大約100年，合金中的原子得失有可能引起大約0.1毫克的質量改變。所幸的是，隨著一塊世界上最純的硅28晶體的誕生，研究人員向著重新定義一千克又邁進了一步。

　　改進重量標准的一種較為理想的方法就是制造一塊晶體，使科學家能夠精確確定其中的原子類型和數量。換句話說，就是將『一千克』重量與單個原子的質量聯系起來，提高基准的精確度。不過，研究人員對於天然硅的嘗試表明，利用質譜儀測定硅同位素的比例，引入的誤差是較大的。

　　因此，德國柏林晶體生長研究所(Institute of Crystal Growth in Berlin)Helge Riemann領導的小組開始致力於極純硅晶體的研究。研究人員用了6個月的時間，將一塊來自俄羅斯的純度為99.994%的硅28原材料反復融化除雜，最終於5月23日得到了理想的純硅28晶體，每1000萬個硅28原子中僅含有一個其他原子。

　　這塊重5千克的純硅晶體即將被分割，並在明年制成兩塊1千克的球體。不過，科學家還需要幾年的時間來進行同位素分析、X射線晶體堆積研究以及球體體積的測定，從而精確確定它們的質量。

　　如果一切進展順利，新『一千克』標准的誤差大約只有百分之幾毫克。盡管新的硅28晶體仍會隨著時間的推移而發生改變，但代表著『一千克』質量的硅28原子數目永遠都是恆定且有意義的。

　　值得一提的是，純晶體並不是科學家嘗試的唯一方法。有些研究小組正在通過測定一定質量物體產生的引力和電磁場，來確定新的『一千克』標准。不過，大家努力的目標都是一樣的，那就是要將『一千克』的誤差減小到0.02毫克。(科學網任霄鵬/編譯)

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