Материалы портала «Научная Россия»

Ученые по-новому определили килограмм

Ученые по-новому определили килограмм
Скоро специальный кусок металла, определяющий массу килограмма, перестанет играть свою роль. Теперь вся система измерения будет основываться на фундаментальных постоянных величинах, - пишет sciencenews.org.

Скоро специальный кусок металла, определяющий массу килограмма, перестанет играть свою роль. Теперь вся система измерения будет основываться на фундаментальных постоянных величинах, - пишет sciencenews.org.

Как ни странно, каждое измерение массы, сделанное в любой точке Земли, привязано к одному объекту – металлическому цилиндру «Le Grand K», который был отлит в 1879 году и сейчас бережно хранится в безопасной, контролируемой зоне за пределами Парижа.

16 ноября на сессии 26-й Генеральной конференции по мерам и измерениям в Версале (Франция) представители стран всего мира проголосовали за то, чтобы отказаться от этой существующего определения килограмма и нескольких других единиц измерения.

Для небольшого количества ученых – метрологов (тех, кто специализируется на измерениях) это большой день. «Это примерно так же волнительно, как если бы вы увидели метролога, - говорит Дэвид Ньюэлл из Национального института стандартов и технологий в Гейтерсберге (штат Мэриленд), который большую часть своей карьеры посвятил работе над грядущими изменениями. - Я не могу поверить, что мы наконец все сделали».

20 мая 2019 года Le Grand K потеряет свой особый статус, а масса килограмма будет определяться фундаментальной константой природы, известной как Постоянная Планка. Также будут обновлены другие опорные точки метрической системы: ампер (единица электрического тока), кельвин (единица измерения температуры) и моль (единица для количества вещества).

Теперь, вместо того, чтобы основываться на произвольных количествах или физических артефактах, которые могут со временем меняться, «все определения будут основаны на том, что мы называем фундаментальными константами природы», - говорит метролог Эстефания де Мирандес из Международного бюро мер и весов в Севре (Франция).

Неизменные величины, такие как скорость света и заряд электрона, которые одинаковы везде во Вселенной, должны стать основой метрической системы. «Это очень серьезная смена парадигмы, и теперь она совершается», - говорит Мирандес.

Большинство людей не заметят изменений: из килограмма говядины можно будет сделать такое же количество гамбургеров. Но по мнению метрологов, измерения обретут более прочный фундамент. Будет легче измерить массы, которые намного меньше килограмма, что может быть полезно для таких задач, как выведение крошечных количеств вещества для изготовления фармацевтических препаратов.

В рамках подготовки к обновлению килограмма несколько групп ученых тщательно измеряли Постоянную Планка, количественно оценивая ее примерно на 10 частей на миллиард. После 20 мая значение постоянной Планка будет зафиксировано ровно на 6.62607015 × 10−34 джоуль в секунду.

В результате Le Grand K больше не будет идеальным килограммом - его масса имеет коэффициент вымывания (плюс-минус 10 микрограмм). Несмотря на потерю роста Le Grand K, метрологи будут продолжать изучать объект, чтобы понять, насколько стабильна его масса со временем. Например, царапины на поверхности объекта могут привести к изменению его массы.

История килограммов можно проследить с 1795 года, когда Франция приняла стандартизованную систему единиц - метрическую систему. Первоначально килограмм был равен литру воды. Потом килограмм измеряли по металлическому цилиндру, массу которого другие страны приняли за единицу.

Ключевой идеей развития метрической системы, известной официально как Международная система единиц, было то, что подразделения должны быть доступны для всех и постоянными в вечности. «Когда они определили килограмм, они этого не достигли», - говорит физик Стефан Шламмингер, также из NIST. Очень немногие люди имеют доступ к Le Grand K, и большинство стран полагаются на несовершенные копии официального килограмма. Вскоре, однако, любой, у кого есть соответствующий опыт, сможет использовать фиксированное значение константы Планка для измерения массы с использованием устройства, известного как баланс Киббла.

В честь нового, более доступного килограмма Шламмингер и Ньюэлл сделали постоянную татуировку на руках: Планк и французская фраза «A tous les temps, à tous les peuples» - «Для всех времен, для всех людей».

[Фото: sciencenews.org]

Источник: www.sciencenews.org

единица измерения килограмм метрология постоянная планка

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.