Bästa svaret
följande är copy-paste från Stack Exchange,
………….
Ofta inom fysik är objekt approximerade som sfäriska. Finns det dock några perfekt sfäriska objekt i naturen?
Ja, med ett par kval. Till exempel är en perfekt isolerad 4He-atom i sitt marktillstånd en perfekt sfär enligt standardmodellen för partikelfysik. Detta följer eftersom kärnan är i ett spin-zero-tillstånd, och elektronerna kopplas också för att snurra noll. I kvantmekanik är en snurrning på noll invariant under en rotation, vilket betyder att den är en perfekt sfär.
Det fanns dock några kvalificeringsfaktorer ovan. (1) Atomen måste vara perfekt isolerad. I verkligheten kan vi inte helt skydda alla områden i rymden från elektriska, magnetiska och gravitationsfält, så på någon nivå kommer dessa att leda till att atomen förvrängs. (2) Detta är enligt standardmodellen, som vi vet bryter ner på någon nivå.
……………………
på makroskopisk nivå,
föreställ dig en ”perfekt” sfär
för det första verkar det inte troligt att du kan skydda den från alla andra föremål
deras ojämna gravitationskraft på de ingående atomerna kommer inte låt det förbli sfäriskt
så vad händer om inget mätinstrument tillgängligt idag kommer att kunna upptäcka denna ojämnhet!
även om du – hypotetiskt – kunde ta bort det från gravitationsdraget för varje annat objekt,
jordens tyngdkraft kommer fortfarande att finnas där
du måste förbereda denna sfär någonstans i yttre rymden
icke-enhetlig gravitationell effekt på olika punkter av sfären får den att avvika från perfekt sfäricitet
Svar
Den här frågan tar mig tillbaka över ett halvt sekel.
Det vill säga när jag startade min avhandling forskning – ett experiment på magnetiska egenskaper hos en viss sällsynt ea Första föreningen som hade lite teoretiskt intresse vid den tiden behövde jag små polerade enkristallkulor av materialet för mitt planerade experiment. Problemet var naturligtvis att det ännu inte hade publicerats (åtminstone som I kunde hitta) någon forskning på enstaka kristaller av den sällsynta jordartsmetoden – mycket mindre på enkristallkulor. Det är inte som att jag bara kunde beställa prover.
Så efter många olika misslyckade metoder kunde jag äntligen syntetisera denna förening, europium selenid – (samtidigt som vi fyllde vår helt nya fysikbyggnad med vätgasensid i några timmar en morgon, men det är en annan historia) – och se, det fanns små kristalliter i det provet och röntgendiffraktion verifierade att det var rätt grejer. De goda nyheterna i allt detta var att jag behövde små kristaller, större skulle inte ha hjälpt. De dåliga nyheterna var naturligtvis att jag behövde sfärer, inte små bitar.
En kollega och jag tog fram en liten liten tumlare i vilken jag kunde placera några av dessa kristalliter och sedan hoppas att när vi tumlar dem för en dag eller två eller tre, kanske, möjligen, skulle en eller flera tumla in i sfärer – typ av hur flodstenar blir släta och runda (ish) med tiden. Och om jag gjorde det tillräckligt många gånger och experimenterade nog med det, och var väldigt försiktig och selektiv, skulle jag kanske få en eller flera av dessa kristaller formade till sfärer – utan att de skulle bryta upp från allt tumlande.
När jag tänkte att jag kunde ha något användbart kunde jag lägga dem i en petriskål och se om de verkade rulla smidigt. Om någon av dem gjorde det skulle jag titta på dessa kristaller under ett kikarmikroskop för att se om några var sfäriska. Om de verkade vara så kunde jag till och med fotografera dem genom mikroskopet för att få mätningar – rotera dem och fotografera dem igen. De allra bästa proverna var ganska bra – inte perfekta sfärer, tänk på det – men ganska bra – med deras största och minsta diametrar som bara skiljer sig med cirka 1\%. Inte dåligt eftersom deras diametrar bara var ungefär en tiondel av en millimeter – ungefär samma som tjockleken på ett mänskligt hår.
Se – en EuSe-sfär med en kristall på 0,1 mm i diameter:
Även på forskningsassistentens stipendium för över femtio år sedan skulle priset per kilo för den sfären – en liten prick i en petriskål – ha varit ganska brant!
När du går ut på ett experimentellt forskningsprojekt vet du aldrig vad du ska gå in på.