زمين تي ڪهڙي شيء هڪ حقيقي "دائري" جي ويجهو آهي؟

جواب فطرت طرفان هڪ تحفو نه آهي، پر انساني سائنس ۽ ٽيڪنالاجي جي چوٽي شاهڪار آهي -الٹرا خالص سليڪن مان ٺهيل گولا.

ذريعو: نسٽ

اهو ڪيترو گول آهي؟ جيڪڏهن سليڪن بال زمين جي سائيز آهي، ته هن بال تي، تمام گهڻن دريائن ۽ سڀ کان اعلي چوٽين جي وچ ۾ صرف 5 ميٽر آهي...... ويجهو مڪمل.

دائرو هڪ بي ترتيب تجرباتي پيداوار نه آهي، پر هڪ سائنسي معجزو آهي، ۽ ان جو نالو فزڪس جي افساني ۾ لکيل آهي:ايووگاڊرو منصوبو.

ايووگاڊرو منصوبي جو ذريعو: سائنس-گيلري

هن وقت، دنيا ۾ 7 ايووگاڊرو سليڪن بال موجود آهن، ۽ اهي دائرا ٺاهڻ لاء انتهائي قيمتي آهن، هر هڪ جي قيمت تقريبا 3 ملين ڊالر آهي. اهي 0 سليڪن بالز کي ڪلوگرام لاء ماس معيار کي ٻيهر بيان ڪرڻ لاء ايووگاڊرو مستقل کي صحيح طور تي ماپڻ لاء استعمال ڪيو ويو.

بين الاقوامي نظام يونٽن جي مستقل مزاجي ۽ استحڪام کي يقيني بڻائڻ لاءانهن جي انتهائي درستگي ضروري آهي، ۽ اهي دائرا پڻ دنيا جي سڀ کان وڌيڪ نفيس سائنسي اوزارن مان آهن، جيڪي انساني سائنسي ماپ جي اعلي سطح جي نمائندگي ڪن ٿا.

這個故事要從上世紀九十年代開始講起。國際單位制的定義當時面臨著一場前所未有的危機：原始的公斤標準——一個存放在巴黎的由鉑銥合金製成的圓柱體，隨著時間的推移出現了微小的質量變化。簡言之，1 千克不再是 1 千克了，它不準了。

原的公斤標準大 K 圖源:courtesy of BIPM

اهو وهڪرو غير متوقع ۽ بي قابو آهي، ۽ اهو سائنس جي انهن شعبن لاء ناقابل قبول آهي جيڪي صحيح ماپ تي ڀروسو ڪن ٿا. خاص طور تي دواسازي، مواد سائنس، ۽ صحت سان پيداوار جي شعبن ۾، ننڍن معيار جي تبديلين کي متضاد تجرباتي نتيجن جو سبب بڻائي سگهجي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ پيداوار جي معيار ۽ حفاظت تي اثر انداز ٿي سگهي ٿو. انهن علائقن کي دنيا ۾ مسلسل ماپ ۽ پيداوار کي يقيني بڻائڻ لاء بلڪل مستحکم معيار جي معيار جي ضرورت آهي.

تنهن ڪري، سڄي دنيا جي سائنسدانن جي هڪ گروپ هڪ مڪمل طور تي نئين معيار جي معيار کي ڳولڻ جو فيصلو ڪيو جيڪو وقت سان گڏ نه ٿيندو.

جرمنيءَ جي فزيڪسٽ ڊاڪٽر اندرياس ان منصوبي جي مرڪزي شخصيتن مان هڪ آهي. هن جرمن نيشنل ميٽرولوجي انسٽيٽيوٽ (پي ٽي بي) ۾ سينيئر محقق جي حيثيت سان ڪم ڪيو، جتي هن صحت جي ماپ ۽ ميٽرولوجي تحقيق تي ڌيان ڏنو. پروجيڪٽ ايووگاڊرو ۾، ڈاکٹر اندرياس سيليڪن بالن جي تعمير ۽ ماپ جي اڳواڻي ڪئي، غير معمولي درستگي کي يقيني بڻايو. هن هڪ ڀيرو هڪ انٽرويو ۾ ذڪر ڪيو، "اسان جو مقصد صرف هڪ شيء ٺاهڻ نه آهي، پر ان کي قدرتي مستقل جو حصو بڻائڻ آهي." ۽ تنهن ڪري هڪ بيباڪ خيال پيدا ٿيو: هڪ مڪمل سليڪن بال ٺاهڻ سان معيار جي معيار کي ٻيهر بيان ڪرڻ لاء، سليڪن-28 بال صحيح هجڻ لاء.

ذريعو: ايم ڊي پي آئي

ان صورت ۾سليڪن-28 آئسوٽوپس ڇو چونڊيو؟

ڇاڪاڻ ته سليڪن انتهائي حرارتي طور تي مستحکم ۽ ميڪيڪل طور تي مضبوط آهي، اهو ماحولياتي تبديلين جهڙوڪ درجہ حرارت، نمي يا دٻاء لاء حساس نه آهي. ان کان علاوه، سليڪن پاڻ کي ڪيميائي طور تي غير فعال آهي ۽ طہارت کان پوء هوا ۾ آڪسيجن يا ٻين ڪيميائي سان شايد ئي رد عمل ڪندو، انهي کي يقيني بڻائي ٿو ته ان جي سطح ۽ حجم ڊگهي عرصي جي اسٽوريج ۾ مستحکم رهي.

فطرت ۾ سليڪن جا ٽي اهم آئسوٽوپ آهن: سليڪن-28 (0.0٪)، سليڪن-0 (0.0٪) ۽ سليڪن-0 (0.0٪). سليڪن-0 مطلق اڪثريت آهي، تنهنڪري سيليڪن-0 کي صاف ڪرڻ ٻين آئسوٽوپس جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ اقتصادي ۽ ٽيڪنالاجي طور تي ممڪن آهي.

ذريعو: وڪيپيڊيا

پاڪ ٿيل سليڪن-28 مڪمل طور تي ساڳئي ائٽم تي مشتمل آهي، مختلف آئسوٽوپس جي وچ ۾ ماس ۽ ايٽمي ريڊيس ۾ فرق جي ڪري غلطي کي ختم ڪري ٿو. ايٽمن جي تعداد ۽ ليٽيس پيراميٽرن جي حساب سان اهو يکسانيت ضروري آهي.

Source: Springer

هي سليڪون بال 100.0٪ الٽراپيور سليڪن جو ٺهيل آهي، پر ڇو نه 0٪؟

اهو ان ڪري آهي ڇاڪاڻ ته حقيقت ۾، حقيقي 100٪ طبيعت حاصل ڪرڻ لڳ ڀڳ ناممڪن آهي. جيتوڻيڪ سڀ کان وڌيڪ ترقي يافته طبيعت جي ٽيڪنالاجي سان، اهو مڪمل طور تي ٽريس گندگي کي ختم ڪرڻ ڏکيو آهي ڇاڪاڻ ته، ايٽمي سطح تي، ڪو به مواد ٻاهرين ماحول ۾ ٻين ايٽمن کان متاثر ٿئي ٿو. اهي ننڍڙيون گندگيون ڪڍڻ، پروسيسنگ، يا اسٽوريج دوران مواد ۾ داخل ٿي سگهن ٿيون.9999.0٪ جي طبيعت حاصل ڪرڻ اڳ ۾ ئي هڪ حد آهي، ۽ وڌيڪ طبيعت نه رڳو انتهائي قيمتي آهي، پر ٽيڪنالاجي طور تي چئلينج جهڙوڪ انٽراٽمي رابطن ۽ ڊوائيس جي جسماني حدون.

ان جي برعڪس، پلاٽينم-ايريڊيم مرکب، جيتوڻيڪ اهي تمام گھڻا ۽ سنکنرن مزاحم آهن، ماحول جي ڊگهي عرصي جي نمائش جي ڪري انهن جي سطحن تي نمي، ڪاربن ڊائي آڪسائيڊ ۽ نامياتي مرڪب جهڙوڪ هوائي آلودگي جذب ڪن ٿا، جيڪي ننڍن وڏن نقصانن جو سبب بڻجي سگهن ٿا. معيار ۾ اها تبديلي غير متوقع آهي، ۽ سالن کان وٺي، ننڍڙيون تبديليون به معيار جي وضاحت ۾ تضادن جو سبب بڻجي سگهن ٿيون.

سائنسي مطالعي مان ظاهر ڪيو ويو آهي ته پلاٽينم-ايريڊيم مصر ڪلوگرام پروٽوٽائپس مختلف ماحولن ۾ غير نه ايندڙ ماس ڊرافٽ کي ظاهر ڪن ٿا، ۽ انهن ڊرافٽس کي مواد جي ڪيميائي عدم استحڪام ۽ ڊگهي عرصي جي سطح جي آڪسائيزيشن جي ڪري سمجهيو وڃي ٿو.

ايووگاڊرو پروگرام ۾ سليڪن ريفرنس شيء جي شڪل جي طور تي گولي کي ڇو چونڊيو ويو؟

هڪ گولي جي مڪمل سميٽي ان جي سطح جي ايراضي ۽ حجم کي حسابي نمونن جي ذريعي صحيح طور تي حساب ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿي، جيڪا ماپ ۾ اهم آهي. ٻين شڪلن جي مقابلي ۾، جهڙوڪ ڪيوب يا غير معمولي شيون، گولي جي برابري غلطين کي گهٽڪري ٿي ۽ ماپ جي مستقل مزاجي ۽ ٻيهر ڪرڻ جي اعلي درجي کي يقيني بڻائي ٿي.

جيڪڏهن ٻين شڪلن کي چونڊيو ويندو آهي، سطح جي ايراضي ۽ حجم کي ماپڻ جي پيچيدگي ڊرامي طور تي وڌي ويندي آهي، جنهن جي نتيجي ۾ وڌيڪ غلطي گڏ ٿيندي آهي. ان کان علاوه، گولي جي شڪل سطح جي انفراديت جي اثرات کي گهٽڪري ٿي، جيڪا ايٽمن جي صحيح تعداد جي حساب لاء ضروري آهي.

وڌيڪ ڇا آهي، هڪ گولي جي شڪل هڪ جهڙي آهي جڏهن طاقت جي تابع آهي، جنهن جو مطلب اهو آهي ته گولي ٽرانسپورٽ ۽ اسٽوريج جي دوران خرابي جو شڪار نه آهي، انهي کي يقيني بڻائي ٿو ته ان جي جسماني خاصيتون مستحکم ۽ اڻ بدليل آهن. اهو استحڪام ايس آء سسٽم کي ٻيهر وضاحت ڪرڻ لاء ضروري بنياد آهي.

سليڪن بال ٺاهڻ جو عمل انتهائي پيچيده آهي.

پهريون، سليڪن-9999 آئسوٽوپ کي قدرتي سليڪن کان الڳ ڪيو ويو آهي. هن قدم کي آخري پيداوار جي معيار ۽ استحڪام کي يقيني بڻائڻ لاء سليڪن جي طبيعت کي 0.0٪ تائين وڌائڻ لاء گئس سينٽرفيوجز وانگر اعلي صحت واري سامان جي استعمال جي ضرورت آهي.

اعلي طبيعت سليڪن -28 گئس وري وڏي سائيز جي مونوڪرسٽلائن سليڪن انگوٽکي وڌائڻ لاء ڪيميائي بخارات جمع (سي وي ڊي) جي ذريعي بيج ڪرسٽل تي جمع ڪيو ويندو آهي. هن عمل کي گندگي جي تعارف کي روڪڻ لاء هڪ الٹرا صاف ماحول ۾ ڪرڻ جي ضرورت آهي.

Source: 網路

ان کان پوء، مونوڪرسٽلائن سليڪن انگوٽ کي هڪ کٽ بليٽ ۾ ڪٽيو ويو آهي جيڪو گول شڪل جي ويجهو آهي. اعلي صحت سان هيرا اوزار ڪٽڻ جي عمل ۾ استعمال ڪيا ويا آهن ته طول و عرض جي درستگي کي يقيني بڻايو وڃي. کٽ خالي بلڪل زمين تي آهي ۽ ڪيترائي ڀيرا پالش ڪيو ويو آهي ته رفته رفته مڪمل گول شڪل تائين پهچڻ لاء. هن عمل ۾، نينو سائيز جي ڇڪڻ ۽ چمڪائڻ واري مائع کي يقيني بڻائڻ لاء استعمال ڪيو ويندو آهي ته سطح جي نرمي ۽ گولي انهن جي حد تي آهي.

انهي کي يقيني بڻائڻ لاء ته بال جو هر حصو ويجهو مڪمل آهي، سائنسدان پڻ ترقي يافته ٽيڪنالاجي استعمال ڪن ٿا جهڙوڪ ليزر انٽرفيروميٽر ۽ ايڪس ري ڪرسٽل تجزيو انهن کي ماپڻ لاء. ماپ جي نتيجن جي بنياد تي، گولن کي سٺو ترتيب ڏني وئي آهي جيستائين انهن جي انحراف کي نينوميٽر رينج ۾ ڪنٽرول نه ڪيو وڃي. انهن ٽيڪنالاجين نه رڳو انهن کي بال جي مڪمل شڪل کي يقيني بڻائڻ ۾ مدد ڪئي، پر ايٽمن جي تعداد کي ڳڻڻ سان ايووگاڊرو جي مستقل جي بعد ۾ وضاحت لاء رستو به هموار ڪيو.

هن سليڪن گولي جي بنياد تي، سائنسدان صحيح طور تي هڪ ويجهو مڪمل ايوگاڊرو مستقل حساب ڪرڻ جي قابل ٿي ويا، اهڙي طرح يونٽن جي بين الاقوامي نظام جي نئين وضاحت لاء هڪ مستحکم بنياد فراهم ڪيو. انهي طريقي سان، ڪلوگرام جي وضاحت پليٽينم-ايريڊيم مرکب جي ڊرافٽ غلطي کي ختم ڪري ٿو ۽ حقيقت ۾ عالمي معيار حاصل ڪري ٿو.

2018 年 11 月 16 日，法國凡爾賽宮裡，一場極具歷史意義的科學會議正在進行。在這一天，全世界的科學家們共同為一位“退位者”送行：國際千克原器——那塊在過去 139 年中定義“1 千克”的鉑銥合金圓柱體。

ان جي جاء تي، اڄ متعارف ڪرايل دنيا ۾ سڀ کان گول بال آهي. اهو فطرت جي مسلسل مستقل جي بنياد تي ڪلوگرام جي نئين وضاحت بڻجي ويو.

زمين جي ڪنڊن کان وٺي ايٽمن جي دنيا تائين، انسانن ڪڏهن به آخري پيروي ڪرڻ بند نه ڪيو آهي. ۽ هي سليڪن بال نه رڳو فزڪس جي خواب کي پورو ڪري ٿو، پر اسان کي خود سائنس جي لامحدود امڪانن کي ڏسڻ جي اجازت ڏئي ٿو.

اهو صرف ماس جي يونٽ جي باري ۾ هڪ ڪهاڻي نه آهي، پر انساني ذهن جي تحقيق پڻ آهي - آخري خوبصورتي جي مسلسل جستجو، مائڪرو کان ميڪرو تائين هڪ وڏو سفر.

ببليوگرافي

[1https://www.nist.gov/si-ٻيهر وضاحت/ڪلوگرام-سليڪن-دائرا-۽-بين الاقوامي-ايووگڊرو-منصوبو

[2https://www.scientificamerican.com/مضمون/گولي ٺهيل-کان-ٻيهر وضاحت ڪرڻ-ڪلوگرام-آهي-خالص-سلڪن-هميشه ٺاهيل/