Як ми вимірюємо кілограм зміниться

Опубликованно 19.12.2018 03:09

Ковані на тлі наукових і політичних потрясінь після Французької революції, один невеликий циліндр із платино-іридієвого сплаву заклала в чому недоторканими протягом майже 130 років як світового орієнтиру для того, що, точно, є кілограм.

Міжнародного прототипу кілограма, або "Ле Гранд", як це ніжно відомо, є однією з найшанованіших святинь науки, аналог по відношенню до якої всі інші ваги порівнюються і тотем метрична система, які супроводжували епоху свободи, рівності і братерства.

Його так шанували, справді, що це тільки зважили чотири рази з 1889 року і приміщенні його в павільйон де Бретей може бути відкритий тільки тоді, коли три живих ключниці — які з міркувань безпеки повинні бути різних національностей — поверніть замок одночасно.

І ще він скоро буде без роботи.

Сотні вчених з усього світу зберуться цього тижня у розкоші Версальського палацу на 26-й Генеральній конференції з мір та Ваг.

Там, в акті, з запізненням виконуючи обіцянки метричної системи "для всіх вікових категорій, для всіх людей", вони замінять Гранд-K з універсальною формулою, яка визначає кілограм, використовуючи квантові закони природи.

"Кілограм є останнім одиниця вимірювання, засновані на фізичний об'єкт", - сказав Томас Grenon, директор Національної лабораторії Франції, метрології та випробувань.

“Проблема в тому, що це було життя; вона може коливатися. Це не досить добре, враховуючи рівень точності необхідний нам сьогодні".

Прототип кілограма була виготовлена в 1880-х роках з сплаву 90 відсотків платини і 10 відсотків іридію. Чотири з шести офіційних копій датуються тим же періодом.

ЩО В ДРУГОМУ?

З моменту прийняття метричної системи, вчені в кінці 18 століття потрібно закріпити єдину структуру, яка виражає відстань, час, електричних процесів і масового в схожі, передачі, одиниці вимірювання.

Вони метр визначили як одну десятимільйонну від квадранта Землі — біг по Парижу, природно.

"Зараз ми озираємося назад і власне кажучи процес, який вони пройшли дуже добре, ми не будемо робити зовсім по-іншому," сказав д-р Мартін Мілтон директор Міжнародного бюро мір і ваг, міжнародна зберігача наших вимірювальних систем.

Метр був використаний, в свою чергу, для визначення маси — однак дециметрового куб. (10см х 10см х 10см) води важив би надалі бути названо кілограм.

Але наука пішла з тих днів.

Метр зараз визначається тим, наскільки далеко світло проходить у вакуумі за частку секунди.

Другий сам звикли висловлюватися щодо обертання Землі. Але з 1960-х років офіційно було часу це займає атома цезію-133 розгойдуватися 9,192,631,770 раз — не революція менше.

Замість стосуються маси одного фізичного об'єкта, з кілограм буде в майбутньому визначатися як постійна Планка — коефіцієнт квантової енергії частоті світла, можна віднести до тієї ж частоти, або 6.626 х 10-34 Дж сек.

Енергія нерозривно пов'язана з масою, як Ейнштейн показав з його рівняння Е = mc2.

Постійна Планка в поєднанні з двох квантових явищ, які дозволяють для створення електричної енергії, можуть бути використані для розрахунку маси на основі еквівалентної механічної потужності, необхідної, щоб витіснити його.

“Якщо ви штовхаєте в маси, енергії потрібно залежить від маси. І ви можете повністю база, потужність електричної енергії, що надаються нашою квантової константи," д-р Мілтон сказав.

Прихильники цього підходу говорять, що це буде не менш одного мільйона разів більш стабільний, ніж матеріальні об'єкти і мають ряд практичних застосувань в майбутньому.

"Для багатьох додатків, один кілограм-це дуже велика маса," д-р Мілтон сказав. Прогрес у фармацевтичній і хімічній означає виробництво інгредієнтів у лікарських засобів все частіше вимірюється в мкг, і стають все більш точними.

“Один кілограм добре для картоплі, де вам не дуже потрібна точність, але це не правильний вагу для багатьох додатків, що вимагають науки і промисловості. Нова система нескінченно масштабованим".

Вчений за роботою на балансі дробити, електромеханічного вимірювального приладу, вага якого вимірюється вага об'єкта дуже точно за допомогою сили електричного струму і напруги. Фото: МБМВ

'ДЕРЖАВ'

Вчені також будуть використовувати версальської зустрічі змінити, як ампер (електричний струм), Кельвін (температура) і міль (атомів) визначається, все виражається через універсальні закони природи.

Доктор Мілтон сказав, що рішення було з тим, що світ завжди був би згоден на те, що, точно, кілограм — будь то мішок цукру, літр води або точні квантові співвідношення.

“Ми живемо у світі, де люди стурбовані тим, що прагнення до багатосторонності зупинений і, можливо, звернути назад. Але тут, у вимірі науки, держави, дійсно, зібралися разом, щоб домовитися", - сказав він.

Що стосується Ле Гранд, він, можливо, вичерпав себе як ідеальний кілограм, але його внесок у науку аж ніяк не закінчилася.

"Він залишиться тут, у сховищі, в умовах він був з 1889 року," д-р Мілтон сказав.

“Насправді це довгостроковий експеримент, тому що ми будемо зважувати його на десятиліття вперед, щоб побачити, як він реагує на умови. Він продовжує бути об'єктом інтересу для науки".

Категория: Наука