Đo Lường Tham Số Lattice Silicon và Đếm Nguyên Tử Để Khẳng Định Kilôgam

MAPAN - 2020
Enrico Massa1, C.P. Sasso1, Giovanni Mana1
1INRIM - Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, Strada delle Cacce 91, 10135, Turin, Italy

Tóm tắt

Tóm tắtGiao thoa tia X đã thiết lập một liên kết giữa các thực tại nguyên tử và vĩ mô của mét. Khả năng đo tham số lattice silicon dựa trên bước sóng quang học đã mở ra con đường để đếm nguyên tử, xác định hằng số Avogadro với độ chính xác chưa từng có, và, hiện nay, để xác định kilôgam từ hằng số Planck. Nó cũng là một công cụ mạnh mẽ trong hình ảnh tương phản pha bằng tia X và, khi kết hợp với giao thoa quang học, trong đo lường tuyến tính và góc với khả năng ở cấp độ nguyên tử. Bài đánh giá này kể về lịch sử phát triển của công nghệ thú vị này tại Viện Nghiên Cứu Đo Lường Quốc Gia (Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica) trong bốn mươi năm qua. Cuối cùng, nó nhấn mạnh sự đóng góp của nó vào việc định nghĩa lại Hệ Đơn Vị Quốc Tế (SI).

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

C. Egidi, Nature 200(10) (1965) 61

U. Bonse, M. Hart, Applied Physics Letters 6(8) (1965) 155

R.D. Deslattes, A. Henins, H.A. Bowman, R.M. Schoonover, C.L. Carroll, I.L. Barnes, L.A. Machlan, L.J. Moore, W.R. Shields, Phys. Rev. Lett. 33 (1974) 463

A. Momose, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 352(3) (1995) 622

G. Basile, P. Becker, A. Bergamin, G. Cavagnero, A. Franks, K. Jackson, U. Kuetgens, G. Mana, E.W. Palmer, C.J. Robbie, M. Stedman, J. Stümpel, A. Yacoot, G. Zosi, Proceedings of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 456(1995), 701 (2000)

M. Quack, European Review 22(S1) (2014) S50–S86

J.C. Magnenus, Democritus reviviscens; Wyngaerden (1646) p. 207

G. Mana, G. Zosi, La Rivista del Nuovo Cimento 18(11) (1995) 1

K. Fujii, E. Massa, H. Bettin, N. Kuramoto, G. Mana, Metrologia 55(1) (2018) L1

G. Mana, E. Massa, La Rivista del Nuovo Cimento 35(7) (2012) 353

E. Krueger, W. Nistler, W. Weirauch, Metrologia 35(3) (1998) 203

E. Krueger, W. Nistler, W. Weirauch, Metrologia 36(2) (1999) 147

R.D. Deslattes, A. Henins, Phys. Rev. Lett. 31 (1973) 972

E.G. Kessler, R.D. Deslattes, A. Henins, W.C. Sauder, Phys. Rev. Lett. 40 (1978) 171

E.G. Kessler, R.D. Deslattes, A. Henins, Phys. Rev. A 19 (1979) 215

G.L. Greene, E.G. Kessler, R.D. Deslattes, H. Börner, Phys. Rev. Lett. 56 (1986) 819

J. Härtwig, S. Grosswig, P. Becker, D. Windisch, Physica Status Solidi (A) 125(1) (1991) 79

J. E.G. Kessler, M. Dewey, R. Deslattes, A. Henins, H. Börner, M. Jentschel, C. Doll, H. Lehmann, Physics Letters A 255(4) (1999) 221

S. Rainville, J.K. Thompson, E.G. Myers, J.M. Brown, M.S. Dewey, E.G. Kessler, R.D. Deslattes, H.G. Boerner, M. Jentschel, P. Mutti, D.E. Pritchard, Nature 438(12) (2005) 1096

A. Bergamin, G. Cavagnero, G. Mana, E. Massa, G. Zosi, Measurement Science and Technology 10(12) (1999) 1353

E. Mendel, K-H Yang, Proceedings of the IEEE 57(9) (1969) 1476

G. Basile, A. Bergamin, G. Cavagnero, G. Mana, E. Vittone, G. Zosi, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 40(2) (1991) 98

E. Massa, C.P. Sasso, G. Mana, C. Palmisano, Journal of Physical and Chemical Reference Data 44(3) (2015) 031208

E. Tiesinga, P.J. Mohr, D.B. Newell , B.N. Taylor, https://www.nist.gov/pml/fundamental-physical-constants (2018)

P. Becker, G. Mana, Metrologia 31(3) (1994) 203

P. Becker, K. Dorenwendt, G. Ebeling, R. Lauer, W. Lucas, R. Probst, H.J. Rademacher, G. Reim, P. Seyfried, H. Siegert, Phys. Rev. Lett. 46 (1981) 1540

G. Basile, A. Bergamin, G. Cavagnero, G. Mana, G. Zosi, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 38(2) (1989) 210

G. Basile, A. Bergamin, G. Cavagnero, G. Mana, E. Vittone, G. Zosi, Phys. Rev. Lett. 72 (1994) 3133

P. Becker, G. Cavagnero, U. Kuetgens, G. Mana, E. Massa, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 56(2) (2007) 230

K. Nakayama, H. Fujimoto, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 46(2) (1997) 580

G. Cavagnero, H. Fujimoto, G. Mana, E. Massa, K. Nakayama, G. Zosi, Metrologia 41(1) (2004) 56

G. Cavagnero, H. Fujimoto, G. Mana, E. Massa, K. Nakayama, G. Zosi, Metrologia 41(6) (2004) 445

L. Ferroglio, G. Mana, E. Massa, Opt. Express 16(21) (2008) 16877

E. Massa, G. Mana, U. Kuetgens, Metrologia 46(3) (2009) 249

E. Massa, G. Mana, U. Kuetgens, L. Ferroglio, New Journal of Physics 11(5) (2009) 053013

E. Massa, G. Mana, U. Kuetgens, L. Ferroglio, Journal of Applied Crystallography 43(2) (2010) 293

U. Bonse, E. teKaat, P. Spieker, in Precision measurement and fundamental constants, ed. by D.N. Langenberg, B.N. Taylor (Natl. Bur. Stand. Spec. Publ. 343) (1971), pp. 291–293

I. Curtis, I. Morgan, M. Hart, A.D. Milne, in Precision measurement and fundamental constants, ed. by D.N. Langenberg, B.N. Taylor (Natl. Bur. Stand. Spec. Publ. 343) (1971), pp. 285–289

R.D. Deslattes, in Precision measurement and fundamental constants, ed. by D.N. Langenberg, B.N. Taylor (Natl. Bur. Stand. Spec. Publ. 343) (1971), pp. 279–283

E. Massa, G. Mana, U. Kuetgens, L. Ferroglio, Metrologia 48(2) (2011) S37

A. Bergamin, G. Cavagnero, L. Cordiali, G. Mana, G. Zosi, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 46(2) (1997) 576

A. Bergamin, G. Cavagnero, G. Durando, G. Mana, E. Massa, Measurement Science and Technology 14(6) (2003) 717

A. Bergamin, G. Cavagnero, G. Mana, Review of Scientific Instruments 64(11) (1993) 3076

J. Martin, U. Kuetgens, J. Stuempel, P. Becker, Metrologia 35(6) (1998) 811

E.G. Kessler, J.E. Schweppe, R.D. Deslattes, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 46(2) (1997) 551

P. Sevfried, P. Becker, A. Kozdon, F. Lüdicke, F. Spieweck, J. Stümpel, H. Wagenbreth, D. Windisch, P. De Bièvre, H.H. Ku, G. Lenaers, T.J. Murphy, H.S. Peiser, S. Valkiers, Zeitschrift für Physik B Condensed Matter 87(3) (1992) 289

G. Basile, P. Becker, A. Bergamin, H. Bettin, G. Cavagnero, P. De Bièvre, U. Kutgens, G. Mana, M. Mosca, B. Pajot, R. Panciera, W. Pasin, S. Pettorruso, A. Peuto, A. Sacconi, J. Stumpel, S. Valkiers, E. Vittone, G. Zosi, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 44(2) (1995) 538

P. De Bièvre, S. Valkiers, S. Peiser, P. Becker, F. Ludicke, F. Spieweck, J. Stuempel, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 44(2) (1995) 530

K. Fujii, M. Tanaka, Y. Nezu, K. Nakayama, H. Fujimoto, P.D. Bièvre, S. Valkiers, Metrologia 36(5) (1999) 455

K. Fujii, A. Waseda, N. Kuramoto, S. Mizushima, P. Becker, H. Bettin, A. Nicolaus, U. Kuetgens, S. Valkiers, P. Taylor, P. De Bièvre, G. Mana, E. Massa, R. Matyi, E.G. Kessler, M. Hanke, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 54(2) (2005) 854

S. Valkiers, G. Mana, K. Fujii, P. Becker, Metrologia 48(2) (2011) S26

G. Zosi, Lettere al Nuovo Cimento 38 (1983) 577

P. Becker, D. Schiel, H.J. Pohl, A.K. Kaliteevski, O.N. Godisov, M.F. Churbanov, G.G. Devyatykh, A.V. Gusev, A.D. Bulanov, S.A. Adamchik, V.A. Gavva, I.D. Kovalev, N.V. Abrosimov, B. Hallmann-Seiffert, H. Riemann, S. Valkiers, P. Taylor, P.D. Bièvre, E.M. Dianov, Measurement Science and Technology 17(7) (2006) 1854

G. Mana, O. Rienitz, A. Pramann, Metrologia 47(4) (2010) 460

A. Pramann, O. Rienitz, D. Schiel, J. Schlote, B. Güttler, S. Valkiers, Metrologia 48(2) (2011) S20

E. Massa, G. Mana, L. Ferroglio, E.G. Kessler, D. Schiel, S. Zakel, Metrologia 48(2) (2011) S44

H. Fujimoto, A. Waseda, X.W. Zhang, Metrologia 48(2) (2011) S55

A. Picard, P. Barat, M. Borys, M. Firlus, S. Mizushima, Metrologia 48(2) (2011) S112

N. Kuramoto, K. Fujii, K. Yamazawa, Metrologia 48(2) (2011) S83

G. Bartl, H. Bettin, M. Krystek, T. Mai, A. Nicolaus, A. Peter, Metrologia 48(2) (2011) S96

S. Zakel, S. Wundrack, H. Niemann, O. Rienitz, D. Schiel, Metrologia 48(2) (2011) S14

E. Bulska, M.N. Drozdov, G. Mana, A. Pramann, O. Rienitz, P. Sennikov, S. Valkiers, Metrologia 48(2) (2011) S32

I. Busch, Y. Azuma, H. Bettin, L. Cibik, P. Fuchs, K. Fujii, M. Krumrey, U. Kuetgens, N. Kuramoto, S. Mizushima, Metrologia 48(2) (2011) S62

P.J. Mohr, D.B. Newell, B.N. Taylor, E. Tiesinga, Metrologia 55(1) (2018) 125

B. Andreas, Y. Azuma, G. Bartl, P. Becker, H. Bettin, M. Borys, I. Busch, M. Gray, P. Fuchs, K. Fujii, H. Fujimoto, E. Kessler, M. Krumrey, U. Kuetgens, N. Kuramoto, G. Mana, P. Manson, E. Massa, S. Mizushima, A. Nicolaus, A. Picard, A. Pramann, O. Rienitz, D. Schiel, S. Valkiers, A. Waseda, Phys. Rev. Lett. 106 (2011) 030801

B. Andreas, Y. Azuma, G. Bartl, P. Becker, H. Bettin, M. Borys, I. Busch, P. Fuchs, K. Fujii, H. Fujimoto, E. Kessler, M. Krumrey, U. Kuetgens, N. Kuramoto, G. Mana, E. Massa, S. Mizushima, A. Nicolaus, A. Picard, A. Pramann, O. Rienitz, D. Schiel, S. Valkiers, A. Waseda, S. Zakel, Metrologia 48(2) (2011) S1

Y. Azuma, P. Barat, G. Bartl, H. Bettin, M. Borys, I. Busch, L. Cibik, G. D’Agostino, K. Fujii, H. Fujimoto, A. Hioki, M. Krumrey, U. Kuetgens, N. Kuramoto, G. Mana, E. Massa, R. Meeß, S. Mizushima, T. Narukawa, A. Nicolaus, A. Pramann, S.A. Rabb, O. Rienitz, C. Sasso, M. Stock, R.D. Vocke, A. Waseda, S. Wundrack, S. Zakel, Metrologia 52(2) (2015) 360

G. Bartl, P. Becker, B. Beckhoff, H. Bettin, E. Beyer, M. Borys, I. Busch, L. Cibik, G. D’Agostino, E. Darlatt, M.D. Luzio, K. Fujii, H. Fujimoto, K. Fujita, M. Kolbe, M. Krumrey, N. Kuramoto, E. Massa, M. Mecke, S. Mizushima, M. Müller, T. Narukawa, A. Nicolaus, A. Pramann, D. Rauch, O. Rienitz, C.P. Sasso, A. Stopic, R. Stosch, A. Waseda, S. Wundrack, L. Zhang, X.W. Zhang, Metrologia 54(5) (2017) 693

N. Kuramoto, S. Mizushima, L. Zhang, K. Fujita, Y. Azuma, A. Kurokawa, S. Okubo, H. Inaba, K. Fujii, Metrologia 54(5) (2017) 716

K. Fujii, H. Bettin, P. Becker, E. Massa, O. Rienitz, A. Pramann, A. Nicolaus, N. Kuramoto, I. Busch, M. Borys, Metrologia 53(5) (2016) A19

C. Melis, L. Colombo, G. Mana, Metrologia 52(2) (2015) 214

C. Melis, S. Giordano, L. Colombo, G. Mana, Metrologia 53(6) (2016) 1339

E. Massa, C.P. Sasso, M. Fretto, L. Martino, G. Mana, Journal of Applied Crystallography 53(5) (2020) 1195

G. Mana, E. Massa, C.P. Sasso, Metrologia 55(4) (2018) 535

G. Mana, E. Massa, C.P. Sasso, Metrologia 55(2) (2018) 222

G. Mana, C.P. Sasso, Metrologia 56(5) (2019) 055004

E. Massa, G. Mana, J. Krempel, M. Jentschel, Opt. Express 21(22) (2013) 27119

B. Andreas, U. Kuetgens, Measurement Science and Technology 31(11) (2020) 115005

J. Yang, T. Li, Y. Zhu, X. Zhang, A. Waseda, H. Fujimoto, Journal of Synchrotron Radiation 27(3) (2020) 577

The international system of units (SI) appendix 2: practical realization of the definition of some important units. Bureau International des Poids et Mesures (2019)

M. Aketagawa, Y. Ikeda, N. Tanyarat, M. Ishige, Measurement Science and Technology 18(2) (2007) 503

M. Çelik, R. Hamid, U. Kuetgens, A. Yacoot, Measurement Science and Technology 23(8) (2012) 085901

M. Tröbs, L. d’Arcio, S. Barke, J. Bogenstahl, in International conference on space optics and ICSO 2012, vol. 10564, ed. by B. Cugny, E. Armandillo, N. Karafolas. International Society for Optics and Photonics (SPIE), vol. 10564 (2019), pp. 965–975

C.P. Sasso, G. Mana, S. Mottini, Opt. Express 27(12) (2019) 16855

A. Yoneyama, A. Momose, E. Seya, K. Hirano, T. Takeda, Y. Itai, Review of Scientific Instruments 70(12) (1999) 4582

K. Tamasaku, M. Yabashi, T. Ishikawa, Phys. Rev. Lett. 88 (2002) 044801

M. Agåker, F. Mueller, B. Norsk Jensen, K. Åhnberg, P. Sjöblom, J. Deiwiks, H. Henniger, R. Pärna, J. Knudsen, B. Thiagarajan, C. Såthe, Journal of Synchrotron Radiation 27(2) (2020) 262

Thông tin
Thông tin xuất bản

MAPAN

Thông tin tác giả