Vitenskap

Forskere har laget verdens rundeste gjenstand, av 1 kg rent silisium. Dette for å redefinere kilogrammet.
Annonse
Annonse
forfatter

Verdens rundeste kule er fremstilt av rent silisium (28Si). Den er presis 1 kg, som inneholder ganske nøyaktig 2,15 x 10^25 – eller 215 kvadrillioner – silisiumatomer. Materialet alene har en spottpris på 8 millioner kroner!

Prisen på den perfekte kulen er imidlertid uvurderlig.

My jevnere enn planeten
Hvis kulen, som er verdens rundeste objekt, skulle blåses opp til størrelse med jordkloden, ville forskjellen mellom den høyeste toppen og dypeste gropa bare være rundt 14 meter. Til sammenligning er forskjellen mellom toppen av Mount Everest og bunnen av Marianergropen her på jorda over 22.000 meter. Silisiumkulen er dermed over 1500 ganger glattere enn jordkloden.

Måleenhet
Det har tatt flere tusen timer å lage den perfekte kulen. Ganger man det opp med en normal timelønn og legger til 8 millioner kroner i utgifter til materialet, snakker vi en temmelig spinnvill pris på en kule. Så hvorfor gjøre det?

Svaret ligger i vekten: nemlig som måleenhet for kilogrammet. Du vet, massen som vi bruker når vi skal snakke om heftige forsterkere og høyttalere. Og som vi kjenner på kroppen når vi løfter dem!

Annonse

Det perfekte kilogram
I 1793 ble en standard måleenheten for masse bestemt som vekten av en liter vann ved fryse-/smeltetemperaturen 0 grader celsius. Dette ble deretter forandret til 3,98 grader, hvor vannet er på sitt tetteste og dermed tyngste. Tyngden ble definert som et kilogram (først het det grav, deretter delt inn i tusen gram, for så å ganges tilbake opp til tusen gram, altså et kilogram).

Rent platina
Ut ifra denne måleenheten ble det laget et lodd av rent platina, til arkiveringsformål. Arkivenes kilogram, ble det kalt. Dette loddet representerte nå det definitive kilogrammet, og massen på 1 kg var ikke lenger bundet til massen av vann, men til dette loddet.

Ny legering
I 1889 ble kilogrammet oppgradert til et sylinder av en legering mellom platina og iridium. Loddet ble kalt Det internasjonale prototype kilogram (IPK), og befinner seg i et nærmest ugjennomtrengelig hvelv utenfor Paris. Dette er den eneste gjenstanden i hele universet hvis masse tilsvarer nøyaktig 1 kg! Eller, den gjorde det. Man har nemlig kommet frem til at loddet i løpet av over 120 år har mistet rundt 50 mikrogram. Det viser seg nemlig at platina-iridium ikke er helt stabilt over tid.

Silisium – en ny kilostandard
At den definitive måleenheten for kilogrammet kan miste masse over tid, kan ikke aksepteres. Derfor har et forskningsteam ledet av Ms. Katie Green ved CSIRO http://www.csiro.au/ (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) i Australia jobbet med en ny standard. Denne er endelig klar.

Antall atomer bestemmer kiloen
Den perfekte kulen av silisium som forskere nå har fremstilt, er fremdeles en fysisk enhet som teoretisk kunne vært like skjebnesvangert som platinairidiumet som til nå har vært brukt. Derfor har forskerne i tillegg beregnet nøyaktig antall atomer som er i kulen. Det er dermed vekten av et gitt antall silisiumatomer som nå er den nye standarden for kilogrammet. Antallet har kunne beregnes nøyaktig fordi kulen er av rent silisium, dermed uten molekylære forskyvinger som kan forekomme i en legering. I tillegg inneholder kulen kun én isotop av silisium (28Si), altså ingen variabler på atomnivå.

Annonse

Kulen bestemmer Avogadokonstanten
Ut ifra silisiumkulen kan man deretter redefinere den såkalte Avogadrokonstanten, som brukes i kjemien til å bestemme molar masse. Altså hvor stor plass et grunnstoff tar i forhold til vekt. Massetett het på atomnivå, altså. Konstanten er basert på kilogrammet, og defineres som antallet atomer som finnes i 12 gram av karbonet C-12. Men siden arkivenes kilogram har forandret seg, er dette problematisk. En konstant som er basert på en variabel er et dilemma. Men, ved i stedet å bruke antallet atomer i den perfekte silisiumkulen, kan man nå fastsette Avogadrokonstanten en gang for alle, som så igjen definerer kilogrammet – og ikke omvendt. Med den nye formelen tilsvarer Avogadrokonstanten antallet silisiumatomer i kulen, ganget med 0,028.

Dermed har man nå et kilogram som er fastsatt ut av en konstant, og som ikke kan variere. Skulle dermed kulen bli ødelagt eller forsvinne, har dette ingen effekt på definisjonen av kilogrammet. Ettersom kilogrammet ikke lenger er definert av et objekt, men av et konsept. Man kan dermed si at 1 KG = 2,15 x 10^25 silisiumatomer. Eller hva nå det helt korrekte antallet er.

Introduseres 2014?
Hvorvidt dette blir den endelige løsningen på kilogrammet, gjenstår å se, men forskerne mener det er stor sannsynlighet for det. Og det kan skje så tidlig som i 2014.

Se den meget interessante videoen under for mer informasjon.

Annonse
Vi setter stor pris på at du leser Lyd & Bilde
for å lese videre.

NYHET - nå kan du betale med Vipps!

Prøv Lyd & Bilde i 30 dager for 49 kr

Få full tilgang til alle +artikler, Nordens største testarkiv, guider, anmeldelser og ukentlig nyhetsbrev. Se flere muligheter her

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *

 

forfatter

Geir Gråbein Nordby

(f. 1978): Journalist. Gråbein har aldri hatt noen heltidsjobb før Lyd & Bilde. Her har han til gjengjeld vært nesten halvparten av sitt liv, helt siden han i 2001 sendte jobbsøknaden til feil adresse (han ville opprinnelig til et innspillingsstudio ved samme navn). Gråbeins ekspertise er hovedsakelig innenfor hi-fi, hodetelefoner og hjemmekino, men det hender han glimter til med andre kvaliteter.
Annonse
Annonse

Aktuelle tilbud

Prisguiden.no er en kommersiell partner av lydogbilde.no. De leverer prisvarsling, produktinformasjon og oppdaterte priser.

Les også

Over-the-air gjør det enklere å fikse feil på XC40 Pure Electric P8.
Negative kommentarer renner inn etter trøbbel med forhåndsbestillingen av IONIQ 5.
Volkswagen ID.4 har ankommet norske forhandlere. Vi har tatt en rask titt - og lytt - på infotainment-systemet!
Etter en fullstendig mislykket forhåndsreservering av den elektriske SUV-en IONIQ 5 tirsdag, var det ingen som kom igjennom og fikk reservert. Hyundai gjør nå et nytt forsøk.
Samsung slipper en rekke nye TV-modeller i løpet av mars/april.
0-100 km/t under 5 sek, firehjulstrekk og 420 km rekkevidde
Billig inngangsbillett til analog fotografering.
Historisk Golden Globe til avdød stjerne.
Amazons strømmetjeneste vil tilby mer eksklusivt innhold til nordiske kunder, og lanserer et samarbeid med ErosSTX.
Over-the-air gjør det enklere å fikse feil på XC40 Pure Electric P8.
Etter en lang koronapause er ventetiden (snart) over - se traileren til fjerdesesongen her.
Den er stor, den er stilig - og vi får nok aldri se den i Norge.
Negative kommentarer renner inn etter trøbbel med forhåndsbestillingen av IONIQ 5.
Kjapp deg om du ønsker James Bonds kamera.
Elektrostatiske hodetelefoner og drivere fra Stax er bare begynnelsen.
Volkswagen ID.4 har ankommet norske forhandlere. Vi har tatt en rask titt - og lytt - på infotainment-systemet!