Beste antwoord
het volgende is copy-paste van Stack Exchange,
………….
In de natuurkunde worden objecten vaak als bolvormig benaderd. Bestaan er echter werkelijk perfect bolvormige objecten in de natuur?
Ja, met een paar kwalificaties. Een perfect geïsoleerd 4He-atoom in zijn grondtoestand is bijvoorbeeld een perfecte bol volgens het standaardmodel van de deeltjesfysica. Dit volgt omdat de kern zich in een spin-nul-toestand bevindt en de elektronen ook koppelen om nul te draaien. In de kwantummechanica is een draaiing van nul invariant onder een rotatie, wat betekent dat het “een perfecte bol is.
Er waren echter enkele kwalificaties hierboven. (1) Het atoom moet perfect geïsoleerd zijn. In werkelijkheid kunnen we geen enkel gebied in de ruimte volledig afschermen van elektrische, magnetische en zwaartekrachtvelden, dus op een bepaald niveau zullen deze ervoor zorgen dat het atoom vervormd raakt. (2) Dit is volgens het standaardmodel, waarvan we weten dat het op een bepaald niveau uit elkaar valt.
……………………
op macroscopisch niveau,
stel je een perfecte bol voor
ten eerste lijkt het niet waarschijnlijk dat je het kunt beschermen tegen elk ander object
hun niet-uniforme zwaartekracht op de samenstellende atomen zal niet laat het bolvormig blijven
dus wat als er geen meetinstrument beschikbaar is dat vandaag in staat zal zijn om deze niet-uniformiteit te detecteren!
zelfs als je het – hypothetisch – zou kunnen verwijderen uit de zwaartekracht van elke ander object,
de zwaartekracht van de aarde zal er nog steeds zijn
je zult deze bol ergens in de ruimte moeten voorbereiden
niet-uniform zwaartekrachteffect op verschillende punten van de bol zal ervoor zorgen dat het afwijkt van de perfecte bolvorm.
Antwoord
Deze vraag kost me meer dan een halve eeuw.
Dat wil zeggen, terwijl ik aan mijn proefschrift begin onderzoek – een experiment over de magnetische eigenschappen van een bepaalde zeldzame ea Voor de verbinding die destijds een klein theoretisch belang had, had ik minuscule gepolijste enkelkristallen bolletjes van het materiaal nodig voor mijn geplande experiment. Het probleem was natuurlijk dat er nog niet gepubliceerd moest worden (tenminste dat ik kon vinden) elk onderzoek naar eenkristallen van die zeldzame-aardeverbinding – laat staan op eenkristalbolletjes. Het is niet zo dat ik zomaar monsters kan bestellen.
Dus na veel verschillende mislukte methoden, was ik eindelijk in staat om deze verbinding, europiumselenide, te synthetiseren (terwijl ik ook ons gloednieuwe fysica-gebouw vulde met waterstofselenidegas in de op een ochtend in de kleine uurtjes, maar dat is een ander verhaal) – en zie, er waren minuscule kristallieten in dat monster en röntgendiffractie bevestigde dat dit het juiste spul was. Het goede nieuws was dat ik kleine kristallen nodig had , grotere zouden niet hebben geholpen. Het slechte nieuws was natuurlijk dat ik bolletjes nodig had, geen kleine brokjes.
Een collega en ik bedachten een heel klein glas waarin ik een aantal van deze kristallieten kon plaatsen en dan hopen dat ik ze een dag of twee of drie, misschien, mogelijk, zouden er een of meer in bollen tuimelen – een soort van hoe rivierrotsen na verloop van tijd glad en rond (achtig) worden. En als ik dat vaak genoeg deed en er genoeg mee experimenteerde, en heel voorzichtig en selectief was, zou ik misschien een of meer van die kristallen in bolletjes laten vormen – zonder dat ze uit elkaar vallen door al het tuimelen.
Als ik dacht dat ik misschien iets nuttigs had, kon ik ze in een petrischaaltje doen en kijken of ze soepel leken te rollen. Als een van hen dat deed, zou ik die kristallen onder een binoculaire microscoop bekijken om te zien of ze bolvormig waren. Als ze leken te zijn, zou ik ze zelfs door de microscoop kunnen fotograferen om metingen te krijgen – draai ze en fotografeer ze opnieuw. De allerbeste monsters waren redelijk goed – niet perfecte bollen, let wel – maar redelijk goed – met hun grootste en kleinste diameters die slechts ongeveer 1\% verschilden. Niet slecht aangezien hun diameters slechts ongeveer een tiende van een millimeter waren – ongeveer evenveel als de dikte van een mensenhaar.
Zie, een eenkristallen bol met een diameter van 0,1 mm van EuSe:
Zelfs met een toelage van een onderzoeksassistent meer dan vijftig jaar geleden, zou de prijs per pond van die bol – een klein puntje in een petrischaaltje – zijn geweest behoorlijk steil!
Als je aan een experimenteel onderzoeksproject begint, weet je nooit waar je aan begint.