Матеріального кілограму більше немає
Київ • УНН
КИЇВ. 20 травня. УНН. Від сьогодні, 20 травня, науковці більше не будуть вимірювати вагу за допомогою фізичного предмета — циліндра зі сплаву платини та іридію. Еталон замінили “вагами Кіббла” або ж “вагами Ватта”. Однак, зміни у фізичному вимірюванні зазнав не тільки кілограм. Від 16 листопада минулого року учасники 26-ї Генеральної конференції із мір та ваг, що проходила у столиці Франції, Парижі, прийняли рішення щодо перевизначення чотирьох з семи основних одиниць Міжнародної системи одиниць (СІ). Таким чином, змін зазнали кілограм, ампер, кельвін та моль. Про це повідомляє УНН із посиланням на науково-популярний порта N+1.
Нинішнє рішення завершує реформу, що тривала кілька десятків років: ще в 1983 році метр був прив'язаний до значення швидкості світла у вакуумі (і значення швидкості було зафіксовано, були припинені всі програми вимірювання швидкості світла у вакуумі, оскільки його значення стало точно відомим за визначенням. У 2005 році дослідники визначилися у виборі ще трьох констант для перевизначення інших одиниць. Постійна Планка була обрана як основа для визначення одиниці маси, кілограми, елементарний електричний заряд (заряд електрона) одиниці сили струму, а постійна Больцмана - термодинамічної температури.
Для того, щоб завершити цей перехід, знадобилося кілька років для того, щоб з високою точністю виміряти константи.
Кілограм
До сьогодні одиниця маси, кілограм, була прив'язана до рукотворного артефакту - циліндру зі сплаву платини та іридію, який зберігається у французькому місті Севр. Результати кількох міжнародних звірень національних копій, виготовлених з того ж матеріалу, показали що їх маси змінюються щодо головного еталона в діапазоні ± 50 мікрограмів за 100 років. Наскільки при цьому змінилася маса головного еталона - невідомо, оскільки його немає з чим порівнювати. Для багатьох типів вимірювань таке відхилення може привести до недостовірних результатів.
Відтепер затверджено нове визначення кілограма, засноване на постійній Планка. Установка, за допомогою якої можна реалізувати новий еталон маси, називається "ваги Кіббла". У таких вагах еталоном виступає вантаж, який врівноважує силу відштовхування між постійним магнітом і котушкою, по якій пропускають струм. Таким чином, масу об'єкта можна знайти за рахунок рівності електричної і механічної сил.
Завдяки новим визначенням кілограма, кожна країна зможе відтворювати еталонну установку самостійно в будь-який час, не вдаючись до звірки з головним еталоном.
Ампер
Конференція також затвердила нове визначення ампера. Колишнє визначення, затверджене в 1948 році, було засновано на вимірі сили, що діє на паралельні провідники зі струмом. Тепер вчені вирішили зафіксувати не тільки чисельне значення постійної Планка для кілограма, а й чисельне значення електричного заряду - для нового визначення ампера.
Кельвін
Одиниця температури — кельвін — до сьогоднішнього дня визначалася як 1/273,16 термодинамічної температури потрійної точки води. Нове визначення Кельвіна засноване на постійній Больцмана, яка тепер точно дорівнює 1,380649 × 10-23 Дж × K-1 (джоулів на кельвін).
Моль
Моль до цього часу був прив’язаний до кількості атомів у 0,012 кілограма стабільного вуглецю-12, тобто був пов’язаний із масою. У новій версії системи СІ він буде визначений через зафіксовану постійну Авогадро, тобто буде дорівнює 6,02214076×1023 частинок.