用于在2018年根据普朗克常数重新定义千克的完美球体已被证明由有史以来最纯净的硅组成。
千克是唯一仍基于物理对象的单位。“大K”是一个铂铱合金圆柱体，存储在法国的一个地下金库中。然而，随着时间的推移，这个人工制品可能会获得或失去原子，这就是国际计量委员会决定使用普朗克常数重新定义该单位的原因。这个基本物理常数通过爱因斯坦公式E = mc2与质量相关。
计算普朗克常数的一种方法是确定阿伏伽德罗常数，即给定量物质中粒子的数量。为了做到这一点，科学家们将计算硅球中的原子数量——但这只有在晶体不含杂质的情况下才有效。
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意大利国家计量研究所和澳大利亚核科学与技术组织的 researchers 使用中子活化分析法检查了球体样品中 65 种元素杂质。这种方法用中子轰击样品，导致原子形成放射性同位素。由于每种元素都有特定的衰变路径，中子活化分析法可以确定样品中每种元素的性质和数量。
该团队发现的“最大”杂质是铜——大约每克样品 70 纳克。这相当于每 30 亿个硅原子中大约有一个铜原子。其他元素的含量甚至更小——每克硅的皮克到飞克——包括铬、钴、镓、砷、溴、镧、钨和金。研究人员没有发现任何其他元素的痕迹，直至其检测限。
考虑到所有杂质，如果每个原子都是硅原子，那么 1 公斤这种材料的重量将比应有的重量轻 0.7 微克。这使得这个球体，它富含元素最丰富的同位素硅-28，甚至比之前用于最新测定阿伏伽德罗常数的球体还要纯净。