Migliore risposta
la seguente è copia-incolla da Stack Exchange,
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Spesso in fisica, gli oggetti sono approssimati come sferici. Tuttavia esistono oggetti perfettamente sferici in natura?
Sì, con un paio di qualificatori. Ad esempio, un atomo 4He perfettamente isolato nel suo stato fondamentale è una sfera perfetta secondo il modello standard della fisica delle particelle. Ciò segue perché il nucleo è in uno stato di spin zero e anche gli elettroni si accoppiano per girare a zero. Nella meccanica quantistica, uno spin zero è invariante rispetto a una rotazione, il che significa che è “una sfera perfetta.
Cerano, tuttavia, alcuni qualificatori sopra. (1) Latomo deve essere perfettamente isolato. In realtà, non possiamo schermare completamente nessuna regione dello spazio dai campi elettrici, magnetici e gravitazionali, quindi a un certo livello questi causeranno la distorsione dellatomo. (2) Questo è secondo il modello standard, che sappiamo si scompone a un certo livello.
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a livello macroscopico,
immagina una sfera “perfetta”
in primo luogo, non sembra probabile che tu possa proteggerla da ogni altro oggetto
la loro attrazione gravitazionale non uniforme sugli atomi costituenti non lo farà lascia che rimanga sferico
quindi cosa succederebbe se nessuno strumento di misura disponibile oggi fosse in grado di rilevare questa non uniformità!
anche se tu potessi – ipoteticamente – rimuoverlo dallattrazione gravitazionale di ogni altro oggetto,
la gravità della terra sarà ancora lì
dovrai preparare questa sfera da qualche parte nello spazio
effetto gravitazionale non uniforme su diversi punti di la sfera la farà allontanare dalla perfetta sfericità
Risposta
Questa domanda mi riporta indietro di mezzo secolo.
Cioè, mentre iniziavo la mia dissertazione ricerca – un esperimento sulle proprietà magnetiche di un particolare raro-ea esimo composto che allepoca aveva qualche interesse teorico minore, avevo bisogno di minuscole sfere di cristallo singolo lucido del materiale per il mio esperimento pianificato. Il problema, ovviamente, era che dovevano ancora essere pubblicati (almeno quello I ho potuto trovare) qualsiasi ricerca su singoli cristalli di quel composto di terre rare, molto meno su singole sfere di cristallo. Non è che potessi semplicemente ordinare dei campioni.
Quindi, dopo molti diversi metodi falliti, sono stato finalmente in grado di sintetizzare questo composto, il seleniuro di europio – (mentre riempivo anche il nostro nuovissimo edificio di fisica con il gas seleniuro di idrogeno nel una mattina, ma questa è una storia diversa) – ed ecco, cerano minuscoli cristalliti in quel campione e la diffrazione dei raggi X ha verificato che fosse la cosa giusta. La buona notizia in tutto ciò era che avevo bisogno di cristalli minuscoli, quelli più grandi non avrebbero aiutato. La cattiva notizia, ovviamente, era che avevo bisogno di sfere, non di piccoli pezzi.
Un collega e io abbiamo ideato un minuscolo bicchiere in cui potevo mettere alcuni di questi cristalliti e poi sperare che nel farli rotolare per un giorno o due o tre, forse, forse, uno o più sarebbero caduti in sfere – un po come le rocce del fiume diventano lisce e rotonde (ish) nel tempo. E se lo facessi abbastanza volte e lo sperimentassi abbastanza, e fossi stato molto attento e selettivo, forse avrei ottenuto uno o più di quei cristalli a forma di sfere, senza che si spezzassero per tutto il rotolamento.
Quando pensavo di avere qualcosa di utile, potevo metterli in una capsula di Petri e vedere se sembravano rotolare senza problemi. Se qualcuno di loro lo avesse fatto, avrei guardato quei cristalli al microscopio binoculare per vedere se ce nerano di sferici. Se sembravano esserlo, potrei persino fotografarli al microscopio per ottenere le misurazioni: ruotarli e fotografarli di nuovo. I campioni migliori erano abbastanza buoni – non sfere perfette , intendiamoci – ma abbastanza buoni – con i loro diametri più grandi e più piccoli che differivano solo dell1\% circa. Non male dato che i loro diametri erano solo circa un decimo di millimetro, circa lo stesso dello spessore di un capello umano.
Ecco una sfera di cristallo singolo di 0,1 mm di diametro di EuSe:
Anche con lo stipendio di un assistente di ricerca più di cinquantanni fa, il prezzo per libbra di quella sfera – un puntino in una capsula di Petri – sarebbe stato piuttosto ripido!
Quando parti per un progetto di ricerca sperimentale, non sai mai in cosa ti imbatterai.