Из единиц системы СИ килограмм последним потеряет физический эталон — Naked Science
6 минут
Редакция

Из единиц системы СИ килограмм последним потеряет физический эталон

Метрологи собираются в Париже, чтобы избавиться от эталона килограмма. В самом деле, масса отстала от всех: в XXI веке, когда метр, секунда и другие базовые единицы давно определены через формулы и сверхточные измерения, килограмм по-прежнему можно взять в руки и поднять – эталон хранится в Международном бюро мер и весов в предместье Парижа.

CGKilogram
©Wikipedia

Это единственная единица системы СИ, полагающаяся на физический объект. Уже 126 лет болванка из платины и иридия остается главным килограммом планеты – или просто «Большим К» (Le Grand K). Проблема тут не столько в точности, сколько в стабильности эталона. Физический объект – вещь ненадежная, и тот же эталон килограмма мало-помалу испаряется, теряя атом за атомом. При современном уровне измерений это заметно. И это, конечно, неудобно: для того, чтобы свериться с эталоном, требуется отправляться во Францию. 
  
Иное дело – строгие константы и формулы, пользуясь которыми можно установить нужную массу в любой момент, где угодно и с громадной точностью. Недаром все единицы СИ давно уже определили через соответствующие физические процессы и зависимости. Скажем, метр – это расстояние, которое свет проходит в вакууме за 1/299792458 с. А секунда – это 9192631770 колебаний покоящегося атома цезия-133 при температуре 0 К с одного энергетического уровня на другой. 
 
Эксперименты, необходимые для переопределения единицы килограмма на новый лад, были проведены еще несколько десятилетий назад. Однако специалистам понадобилось уточнить массу деталей, и лишь теперь – к большому обновлению международной системы единиц, намеченному на 2018 год, – они объявили о готовности перейти от «Большого К» к более подходящим определениям. На этой неделе в Париже пройдет встреча Международного комитета мер и весов, на которой эксперты сформулируют дальнейшие шаги. 
 
За основу «нового» килограмма будут взяты знаменитейшие формулы: эйнштейновская E=mc2, связывающая массу с энергией, и планковская E=h?, которая связывает энергию частицы с частотой ее колебаний. Видно, что отсюда достаточно легко вывести массу, измерив частоту и с достаточной точностью зная две постоянные – скорость света в вакууме (с) и постоянную Планка (h). Именно в этом и состояли затруднения: для того, чтобы такой подход работал, CIPM требовал совпадения минимум трех измерений постоянной Планка, причем минимум два из них должны быть проведены с использованием разных методов и подходов. 
 
Для уточнения значения постоянной Планка уже несколько лет работают довольно большие группы исследователей, в том числе из Avogadro Project, которые проводят подсчет атомов в сферах кремния-28, весящих ровно по килограмму: через число Авогадро можно определить и нужную константу. Работа оказалась трудной, однако в августе нынешнего года было опубликовано значение постоянной Планка с точностью до 12 частей на миллиард – этого достаточно даже требовательным экспертам CIPM. 
 
Следующие шаги в данном направлении станут известны уже скоро: сегодня, 15 октября, в Париже открывается сессия CIPM. На ней планируется обсудить черновую формулировку нового определения килограмма (а также ампера, моля и Кельвина) для предстоящей большой и судьбоносной конференции 2018 года. Уточнения данных по постоянной Планка принимаются до 1 июля 2017-го – в частности, комитет ожидает новых данных от российских исследователей. 
 
Скорее всего, они лишь уточнят результат, опубликованный недавно, но, если эти цифры разойдутся, международное метрическое сообщество окажется в непростой ситуации. «Тогда нас ждут проблемы, – говорит физик из американского института стандартов NIST Дэвид Ньювелл (David Newell). – Но я вполне уверен, что этого не произойдет. У поезда большая инерция, и чтобы сбить его с пути, должно произойти нечто очень серьезное».
 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 20:30
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

Позавчера, 14:08
8 минут
Александр Березин

Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

15 апреля
14 минут
Василий Парфенов

Новое масштабное журналистское расследование собрало воедино самые вопиющие факты коррупции, махинаций с официальной статистикой и игнорирования пандемии на государственном уровне.

Позавчера, 20:30
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

Позавчера, 14:08
8 минут
Александр Березин

Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

12 апреля
4 минуты
Сергей Васильев

Каждый год на поверхность планеты оседают более 5000 тонн мелких частиц от комет и астероидов — на порядки больше, чем приносят падающие массивные метеориты.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

26 марта
12 минут
Василий Парфенов

Похоже, история с американскими военными и «неопознанными воздушными феноменами» только набирает обороты. Новое расследование раскрыло многократные встречи нескольких кораблей Военно-морского флота Соединенных Штатов с аномально ведущими себя летательными аппаратами. Причем происходило это вне пределов досягаемости для любого коммерческого дрона или иного известного компактного БПЛА.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: