Projeto Avogadro
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O Projeto Avogadro foi um projeto científico cujo objetivo era a redefinição da unidade quilograma em função da constante de Avogadro. O trabalho, iniciado em 2004, foi uma cooperação internacional comandada pelo Instituto Nacional de Metrologia da Alemanha (em alemão: Physikalisch-Technische Bundesanstalt, PIB) com outros diversos laboratórios de mediadas e o Bureau Internacional de Pesos e Medidas (em francês: Bureau international des poids et mesures, BIPM)[1], com o intuito de se adotar uma esfera de silício 93,6mm de diâmetro que apresente condições técnicas precisas o suficiente para ganhar o status de padrão para o quilograma. Devido a diversos problemas tecnicos foi abandonado em favor de uma constante de Planck.[2]
Desde de 20 de maio de 2019 o quilograma é definido como o valor numérico fixo da constante de Planck h como sendo 6.626 070 15 × 10 −34 quando expresso na unidade J⋅s, que é igual a kg⋅m 2 ⋅s −1, onde o metro e o segundo são definidos em termos de c e Δ ν Cs.[3][4] Até 2018, o quilograma foi a única unidade do SI baseada em um objeto físico. Para abandonar a dependência da medida a um objeto físico, a proposta foi transformar o quilograma em um conceito. A constante de Avogadro atualmente é definida como o número de átomos de carbono-12 presentes em 12g de átomos de carbono-12 puro. Esta definição está atrelada à definição de quilograma. A proposta inicial do projeto era medir com maior precisão a constante de Avogadro, fixá-la, e então usá-la para a redefinição do quilograma. O Bureau Internacional de Pesos e Medidas (em francês: Bureau international des poids et mesures, BIPM) decidiu redefinir o quilograma em função da constante de Planck, usando uma balança de Watt. Assim, o projeto Avogadro servirá apenas para a redefinição da constante de Avogadro e uma medida complementar ao projeto que utiliza a balança de Watt.[5]
O modo que se tentou fazer a redefinição da constante de Avogadro foi calcular o número de átomos em esferas ultra puras de Silício-28 monocristalino. O projeto criou duas esferas quase perfeitas de um quilograma de monocristal ultra puro de Silício-28 (Si-28). O diâmetro nominal de uma esfera de 1 quilograma de Silício-28 monocristalino puro é de 93,6mm. As esferas criadas têm variações no diâmetro de no máximo 60nm, e seu diâmetro foi medido com margem de erro inferior a 0,6nm. A pureza do Silício usado foi de 99,995%. A escolha do material da esfera deve-se às conhecidas propriedades do silício em relação ao crescimento de óxidos e à facilidade de se conseguir o material ultra puro devido à indústria de semicondutores.[6]