表面的细节:利用振荡器探寻质量变化的秘密

很快，全世界都会认可基于某个物理常数的千克的新定义，似乎再无需担心铂铱合金国际千克原器随时间发生质量变化的恼人问题。但事实上，这个问题依然存在:人造物品很容易受环境影响而出现质量消散的情况。

美国国家标准与技术研究院(NIST)的研究人员设计出一种实验装置，用于研究各种材料表面质量在不同环境下是如何增加或减少的。该装置的灵敏度为0.02μg/cm2，相当于在11 km2的面积上放置了一枚硬币，这比当前最好的商用测量装置石英晶体微天平(QCM)的灵敏度还要高出一倍。

这种新装置所基于的原理同QCM 一样:当其他所有变量都保持不变时，振荡器的谐振频率与它的质量成反比。因此频率的变化代表了质量的变化。

振荡器是由薄的硅晶体制造而成，分为两个桨状部分，由一根中心轴连接在一起。这种双桨振荡器的表面积为6.65 cm2，被安装在屏蔽辐射的真空腔里。真空腔内的温度可以在500 K至几K 的范围内调节。