Нет, это не так. Изменился не сам вес килограмма, а способ его определения. Участники 26-й Генеральной конференции по мерам и весам, прошедшей в Париже с 13 по 16 ноября 2018 года, проголосовали за новое определение килограмма, а также трёх других стандартных единиц измерения: ампера, кельвина и моля. С этого момента все семь единиц в Международной системе единиц (СИ) будут определяться фундаментальными константами природы, выраженными формулами, а не материальными объектами.
Учёные ещё несколько десятилетий назад пришли к выводу, что в качестве эталона единиц измерения должно использоваться что-то абсолютно неизменное, при этом общедоступное. На предыдущем этапе обновления системы СИ были утверждены новые стандарты единиц времени — секунды, силы света — канделы и длины — метра. В 1983 году метр был определён через значение постоянной скорости света в вакууме.
Содержание статьи
Как изменилось определение килограмма?
С 1889 года килограммом считалась единица массы, равная массе международного прототипа килограмма. Этот прототип, он же эталон, представлял собой гладкий цилиндр из платино-иридиевого сплава диаметром и высотой 39,17 мм. Все эти годы он хранился в Международной палате мер и весов во французском городе Севре в максимально безопасных условиях.
Специалисты национальных органов стандартизации в свое время сделали откалиброванные копии эталонного цилиндра и использовали их для измерения веса. Однако в 1990 году метрологи сравнили несколько национальных копий эталонного цилиндра и обнаружили, что их массы отличаются от прототипа на 50 микрограммов. Такая погрешность ставит под сомнение точность научных расчетов.
Новое определение килограмма, утверждённое на конференции в Париже, основано на постоянной Планка. Эта константа используется в уравнении, которое описывает работу электрической установки под названием весы Киббла. Эта установка и применяется для реализации нового эталона килограмма. Эталоном выступает груз, который уравновешивает силу отталкивания между постоянным магнитом и катушкой, по которой пропускают ток, т.е. электрической и механической силами.
Таким образом, килограммом будет считаться количество энергии, необходимой для того, чтобы сдвинуть с места объект весом в килограмм. Измерить его можно будет по расчетам, в любой точке планеты.
Теперь, чтобы воспроизвести килограмм, не нужно сверять его с физическим прототипом. Однако новый эталон всё же появится, хотя уже не будет иметь того же значения, что цилиндр. Это шар идеальной сферической формы из поликристаллического кремния, обогащенного по стабильному изотопу 28Si. Предполагается, что он, в отличие от старого прототипа, сможет предельно точно сохранить массу с течением времени.
Как теперь будут определяться ампер, кельвин и моль?
Ампер, стандартная мера электрического тока, с 1948 года рассчитывался на основе измерения силы, действующей на параллельные проводники с током. Теперь в определении этой единицы будет использоваться численное значение электрического заряда электрона. Оно был также измерено с помощью весов Киббла, прототип этого прибора назывался «Весы ампера» и был создан специально для определения электрического тока по весу.
Единица термодинамической температуры —кельвин —ранее определялась как 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды (строго определённое значение температуры и давления, при которых вода одновременно существует в твердом, жидком и газообразном состояниях). Теперь определение кельвина также задано через физическую константу — постоянную Больцмана.
Еще одна стандартная единица — моль — описывает, сколько частиц (атомов, ионов или молекул) содержится в заданном количестве массы. Ранее моль был связан с категорией массы — он определялся через количество атомов в 0,012 килограмма стабильного углерода-12. Теперь эта единица будет рассчитываться через зафиксированную постоянную Авогадро.
Когда начнут действовать новые определения единиц измерения?
Новые определения для килограмма, ампера, кельвина и моль официально вступят в силу во Всемирный день метрологии, 20 мая 2019 года. Метрологи говорят, что переход будет заметен только специалистам в области науки и техники, обычные люди его не заметят.
Загрузка...
