Ảnh minh họa

Vật thể tròn nhất Trái đất được tạo ra từ một tinh thể duy nhất, rất đắt tiền, gồm các nguyên tử silicon-28 và được cả con người và máy tính phân tích rộng rãi về sự không hoàn hảo. Quả cầu "gần như hoàn hảo" này là vật thể tròn nhất thế giới.

Bề mặt của vật thể tròn nhất thế giới này nhẵn đến mức nếu bạn thổi nó lên bằng kích thước của hành tinh chúng ta, sự chênh lệch giữa đỉnh cao nhất và thung lũng thấp nhất sẽ nằm trong khoảng từ 3m đến 4,5m.

Việc tạo ra một kỳ quan như vậy không hề rẻ. Chỉ riêng tinh thể silicone đã có giá khoảng 1 triệu USD, trong khi bản thân quả cầu ước tính có giá khoảng 3,5 triệu USD.

Nhưng tại sao lại chi một khoản tài sản không nhỏ để tạo ra một thứ gì đó vô cùng tròn trịa? Rõ ràng đó là một phần của nỗ lực giải quyết vấn đề tồn tại lâu đời trong đo lường đó là xác định kilogram.

Có vẻ như không giống như các đơn vị đo lường khoa học khác có thể được đo lường về mặt lý thuyết dựa trên các đặc tính tự nhiên bên trong của chúng, kilogam thì khác.

Ví dụ đơn vị giây có thể đo bằng sự chuyển đổi của một nguyên tử giữa hai mức năng lượng, đơn vị mét đo bằng khoảng cách ánh sáng truyền đi trong một phần nhỏ của giây nhưng kilôgam luôn dựa trên một vật thể cụ thể. 

Năm 1799, nó được định nghĩa là khối lượng của một lít nước ở 4 độ C. Sau đó, vào năm 1899, nó trở thành khối lượng của một hình trụ bằng bạch kim và được cất giữ trong một hầm bảo đảm tại Văn phòng Quốc tế des Poids et Mesures ở Paris.

Tại một số thời điểm, các nhà khoa học nhận thấy rằng, không rõ vì lý do gì, khối lượng của khối trụ liên tục thay đổi. Tệ hơn nữa, khi so sánh với 40 bản sao khác của vật thể này được lưu trữ trong các môi trường khác nhau, chúng không có trọng lượng như nhau. Vì vậy, thay vì một giá trị vĩnh viễn, kilôgam được dựa trên một vật thể liên tục thay đổi, và đó là một vấn đề nghiêm trọng.

Đó là vấn đề khoa học mà những người tham gia Dự án Avogadro đã đặt ra để giải quyết. Ý tưởng đằng sau dự án là trong một quả cầu tinh thể hoàn hảo gồm các nguyên tử silicon-28, số nguyên tử trong quả cầu có thể được tính toán bằng cách sử dụng tia laser để đo đường kính.

Sau đó, số lượng nguyên tử có thể được đếm để xác định số Avogadro, sau đó sẽ xác định kilogram. Bằng cách này, đối tượng được chọn để xác định kilogram sẽ không đổi theo thời gian.

Những bộ óc xuất chúng đằng sau Dự án Avogadro đã hợp tác với các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Quang học Chính xác để tạo ra quả cầu silicon-28 gần như hoàn mỹ này.

Sau khi quả cầu nhẵn được mài ra khỏi tinh thể silicon, các tia laser dẫn đường bằng máy tính được sử dụng để quét nó để tìm những sai lệch nhỏ nhất và một nhà sản xuất thấu kính bậc thầy đã dành hàng trăm giờ để chỉnh sửa chúng.

Tuy nhiên, Dự án Avogadro cuối cùng đã không thay đổi được cách xác định kilogram. Năm 2019, định nghĩa về đơn vị khối lượng đã được thay đổi; kilogam giờ đây được định nghĩa theo giây và mét, dựa trên các hằng số cơ bản cố định của tự nhiên. Nhưng đó không phải là dấu chấm hết cho vật thể tròn nhất thế giới.

Quả cầu silicon-28 tuyệt vời đã tìm thấy ngôi nhà mới với Heason Technology, nhà sản xuất thiết bị truyền động điện servo chính xác, hệ thống định vị và giải pháp điều khiển chuyển động có trụ sở tại Vương quốc Anh. Nó hiện được sử dụng để thiết kế, chế tạo và thử nghiệm máy móc mới tại công ty.