Bola de cristal de silício dará nova definição do quilograma

Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/06/2007

Cientistas alemães conseguiram produzir um cristal de silício que poderá permitir a alteração da definição do quilograma, a unidade internacional de massa. Até agora, o valor do quilograma é definido como sendo igual à massa de um protótipo armazenado em Paris.

Definição de quilograma

Vários países têm suas próprias cópias do protótipo. O problema é que mesmo a limpeza desses cilindros arranca átomos de sua superfície, alterando continuamente o padrão. Os cientistas afirmam que já existem variações de até 70 microgramas entre os diversos "cilindros-padrão."

Como os experimentos em química e física atualmente lidam com massas muito menores do que isso, o padrão quilograma está se mostrando obsoleto. Torna-se importante então a criação de uma definição de massa mais precisa e internacionalmente válida.

Há vários enfoques possíveis para se criar uma nova definição do quilograma. Um dos mais promissores é definir a unidade quilograma pelo exato número de átomos de um elemento químico específico. A atualização da constante de Avogadro, feita em 2004, foi um passo importante nesse sentido (veja A Constante de Avogadro é atualizada).

Dentre todos os elementos da Tabela Periódica, os cientistas escolheram o silício, porque suas propriedades físico-químicas são muito bem conhecidas. Agora, os cientistas do Instituto de Crescimento de Cristais de Berlim conseguiram produzir um cristal único de silício com a mais alta precisão e pureza já feita. Eles vão cortar duas esferas de um quilograma cada uma para continuar os estudos.

Contando os átomos

Primeiro, as esferas de silício ultra-puro serão comparadas com o velho protótipo do quilograma, a fim de determinar sua massa. A seguir será necessário medir com precisão a geometria das duas esferas. Finalmente, os cientistas determinarão a estrutura atômica das duas bolas de silício.

Todas essas medições devem ser extremamente precisas, com uma margem de erro de menos do que 1 em 100 milhões. Se todas essas condições forem atendidas, será então uma questão de contar o número de átomos de silício na bola de cristal - na verdade não se trata de contar, mas de calcular o seu número a partir daquelas três informações levantadas previamente - e estará criada uma nova definição do quilograma, que não se alterará com o tempo.

As duas bolas de cristal não permitem que se enxergue o futuro através delas. Mesmo assim são extremamente valiosas. O cilindro inteiro, do qual serão cortadas as duas esferas, pesa cerca de cinco quilos e vale 2 milhões de Euros - mais de 20 vezes o preço do ouro.