Paras vastaus
seuraava on copy-paste Stack Exchangesta,
………….
Fysiikassa esineitä arvioidaan usein pallomaisiksi. Kuitenkin onko luonnossa todella pallomaisia esineitä?
Kyllä, parilla karsinnoilla. Esimerkiksi täysin eristetty 4He-atomi perustilassa on täydellinen pallo hiukkasten fysiikan standardimallin mukaan. Tämä johtuu siitä, että ydin on spin-zero-tilassa, ja elektronit myös pari pyörivät nollaa. Kvanttimekaniikassa nollan spin on invariantti pyörimisen alla, mikä tarkoittaa, että se on täydellinen pallo.
Yllä oli kuitenkin joitain määrittelijöitä. (1) Atomi on eristettävä täydellisesti. Todellisuudessa emme voi ”täysin suojata mitään avaruusaluetta sähköisiltä, magneettisilta ja gravitaatiokentiltä, joten jollakin tasolla ne aiheuttavat atomin vääristymisen. (2) Tämä on standardimallin mukainen, jonka tiedämme hajoavan jollakin tasolla.
……………………
makroskooppisella tasolla,
kuvittele täydellistä palloa
Ensinnäkin ei tunnu todennäköiseltä, että voit suojata sitä kaikilta muilta esineiltä
niiden epätasainen painovoima vetää muodostavia atomeja anna sen pysyä pallomaisena.
Joten jos mikään nykyisin saatavilla oleva mittauslaite ei pysty havaitsemaan tätä epätasaisuutta!
vaikka voisit – hypoteettisesti – poistaa sen jokaisen painovoimasta muu esine,
maan painovoima on edelleen olemassa
sinun on valmisteltava tämä pallo jossain ulkoavaruudessa
epätasainen painovoima eri pisteissä pallo saa sen poikkeamaan täydellisestä pallomaisuudesta
Vastaus
Tämä kysymys vie minut yli puolen vuosisadan.
Toisin sanoen aloittaessani väitöskirjani tutkimus – kokeilu tietyn harvinaisen ea: n magneettisista ominaisuuksista Ensimmäisen yhdisteen, joka oli tuolloin vähäistä teoreettista mielenkiintoa varten, tarvitsin pieniä kiillotettuja yksikiteisiä pallopalloja suunnitelluksi kokeelleni. Ongelmana oli tietysti se, että niitä ei ollut vielä julkaistu (ainakin I löysi) kaikki tutkimukset harvinaisen maametallin yhdisteen yksittäisistä kiteistä – vielä vähemmän yksittäisistä kiteistä. Ei ole kuin voisin vain tilata näytteitä.
Joten monien erilaisten epäonnistuneiden menetelmien jälkeen pystyin lopulta syntetisoimaan tämän yhdisteen, europium-selenidin – (samalla kun täytin upouuden fysiikkarakennuksemme vety-selenidikaasulla. pikkutuntia eräänä aamuna, mutta se on eri juttu) – ja katso, siinä näytteessä oli pieniä kristalliitteja, ja röntgendiffraktio vahvisti, että se oli oikea asia. Hyvä uutinen kaikessa siinä oli, että tarvitsin pieniä kiteitä, suuremmat eivät olisi auttaneet. Huono uutinen oli tietysti se, että tarvitsin palloja, ei pieniä palasia.
Kollegamme ja minä suunnittelemme pienen pienen juomalasin, johon voisin sijoittaa joitain näistä kristalliiteista ja toivoa sitten, että heidät heitettiin päivä tai kaksi tai kolme, ehkä yksi tai useampi romahtaisi palloihin – sellaiseksi, miten jokikivistä tulee sileitä ja pyöreitä (ish) ajan myötä. Ja jos tekisin niin riittävän monta kertaa ja kokeilin sitä tarpeeksi, ja olisin hyvin varovainen ja valikoiva, vain ehkä saisin yhden tai useamman näistä kiteistä palloksi – ilman, että heitä hajotettaisiin kaikesta pudotuksesta.
Kun ajattelin, että minulla saattaa olla jotain hyödyllistä, voisin laittaa ne petrimaljaan ja nähdä, näyttivätkö ne pyörivän tasaisesti. Jos joku heistä tekisi, katsoisin näitä kiteitä binokulaarimikroskoopilla tarkistaaksesi, olivatko ne pallomaisia. Jos ne näyttävät olevan, voisin jopa kuvata ne mikroskoopin läpi saadaksesi mittauksia – kiertää niitä ja valokuvata niitä uudelleen. Parhaat näytteet olivat melko hyviä – eivät täydellisiä palloja, huomioi – mutta melko hyvä – niiden suurimmat ja pienimmät halkaisijat eroavat vain noin 1\%. Ei paha, koska niiden halkaisijat olivat vain noin kymmenes millimetri – suunnilleen sama kuin ihmisen hiusten paksuus.
Katso – 0,1 mm: n halkaisijaltaan EuSe: n yksikiteinen pallo:
Jopa yli 50 vuotta sitten suoritetun tutkimusavustajan stipendin kohdalla kyseisen pallon – pieni piste petrimaljassa – kilon hinta olisi ollut melko jyrkkä!
Kun aloitat kokeellisen tutkimusprojektin, et koskaan tiedä mihin aiot joutua.