Новый эталон килограмма создадут из чистого кремния

picture alliance / ZB Увеличить картинку Проект берлинского Института роста кристаллов – далеко не первая попытка создания нового эталона килограмма (© picture alliance / ZB) Ученые берлинского Института роста кристаллов работают над созданием нового эталона килограмма. Шар идеальной формы из кремния-28 должен заменить существующий уже более 100 лет цилиндр из платино-иридиевого сплава, точность которого со временем утрачивается. Выработкой исходного сырья занимались Электрохимический завод в Зеленогорске и нижегородский Институт химии высокочистых веществ.

Цель проекта "Килограмм-2" берлинского Института роста кристаллов (Institut für Kristallzüchtung) – создание из монокристалла изотопа кремния-28 нового эталона килограмма. Эталон будет изготовлен в виде идеального шара, диаметром около десяти сантиметров, серебристого цвета. Сейчас работа, занявшая в общей сложности несколько лет, перешла в завершающую стадию. С самого начала было необходимо изготовить кристалл, в котором точно определяется число и тип атомов. Зная массу каждого атома, можно подсчитать вес эталона. Для этих целей ученые попробовали использовать кусок натурального кремния. Однако определение количественного соотношения различных изотопов кремния в таком куске до сих пор привносило значительную погрешность в измерениях.

Новый кристалл должен был исправить ситуацию. Исследователи потратили около полугода, избавляя кремний от "лишних" элементов. В результате своих усилий они получили кристалл с чистотой 99,995 %, то есть он стал содержать один "чужой" атом на каждые 10 миллионов атомов кремния. Теперь измерить вес эталона можно будет с погрешностью всего в несколько сотенных долей миллиграмма. Кремний удобен еще и тем, что его образцы хоть и будут терять атомы, но темп их потери можно определить с высокой точностью и вовремя внести необходимые коррективы. Экспериментальная часть проекта продолжится до середины 2015 года. Полученный кристалл отправят в Физико-техническое федеральное ведомство Германии в Брауншвайге, где из него сделают две идеальные сферы весом один килограмм каждая.

В немецком проекте "Килограмм-2" приняли участие и российские исследователи. Подготовительная часть проекта по наработке изотопов кремния-28 велась с середины 2013 года на Электрохимическом заводе города Зеленогорска, Красноярский край. Завод был выбран не случайно: предприятие является одним из мировых лидеров в области обогащения стабильных изотопов. Далее исходное сырье было переправлено в Институт химии высокочистых веществ РАН в Нижнем Новгороде, где из него вырастили 400-граммовый поликристалл. И лишь затем он был отправлен в Берлин.

Существующий эталон килограмма был изготовлен в 1889 году и введен на Первой международной конференции мер и весов. Он представляет собой цилиндр из сплава платины и иридия высотой и диаметром 39 миллиметров. Эталон хранится в парижском пригороде Севр, а несколько официальных копий имеются также в других странах. Однако атомы оригинального эталона со временем теряются, и за столетие масса образца килограмма уменьшилась на немалую величину, которая, по мнению ученых, составляет до 0,1 миллиграмма. Именно поэтому в международных научных кругах была достигнута договоренность о необходимости создания нового эталона.

Попытки использования кремния для переопределения массы килограмма уже предпринимались учеными, но были не вполне успешны. В 2004 году команда исследователей из Германии, Японии, Австралии, Швейцарии, США, Италии, Франции и Бельгии начала работу над крупным проектом "Авогадро". Им удалось вырастить кристалл весом пять килограммов из того же поликристаллического кремния-28. Однако выявленные при подсчете ошибки и погрешности оказались слишком большими для утверждения нового эталона.

Дарья Хрущева

25.08.2014

Новый эталон килограмма

colourbox.com

Присоединяйтесь к нам

Нобелевская премия за "наноскопию"

Профессор из Гёттингена Штефан Хелль удостоен Нобелевской премии по химии

Шведская королевская академия наук назвала лауреатов Нобелевской премии по химии за 2014 год. Ими стали немец Штефан Хелль и американцы Эрик Бетциг и Уильям Мернер. Почетную награду они получат за создание суперфлуоресцентной микроскопии, которая позволила наблюдать очень малые объекты с высоким разрешением.

Музейная революция: из чучела в 3D

Раньше ни один технический прибор не позволял столь точно передать объем и текстуру предметов

Берлинский музей естествознания взялся за 3D-инвентаризацию. Разработанный немецкими учеными уникальный робот-сканер выдает на-гора цифровые копии приматов, жуков, куниц и динозавров. Впервые в мире эксперты и любители получат свободный интернет-доступ к миллионам экспонатов виртуального архива. А пока ученые тестируют чудо-аппарат на глазах посетителей музея.

Болезнь Альцгеймера: когда подводит память

Повреждения мозга при болезни Альцгеймера видны даже неспециалисту: Слева – мозг здорового человека, а справа – страдающего Альцгеймером

В самом начале болезнь Альцгеймера легко перепутать с обычной забывчивостью – мало ли кто из пожилых людей оставляет непогашенным свет или не помнит день рождение внуков. Но постепенно разрушая нервные клетки мозга, это заболевание отбирает у человека самое дорогое – его разум и память.

Александр Герст: на МКС мне не хватало семьи, пиццы и чистого лесного воздуха

Отдохнуть Александру Герсту удастся нескоро: что ни день – то пресс-конференция или интервью

После 166 дней пребывания на Международной космической станции немецкий астронавт Александр Герст, россиянин Максим Сураев и американец Рид Вайзман благополучно вернулись на Землю. Герст поблагодарил всех за помощь и поддержку, а командир экипажа Сураев похвалил совместную работу: "Каждый мог бы поучиться на примере сплоченности команды МКС".