В мире поменяют определение килограмма: эталонную гирю заменят ток и напряжение

В пятницу представители 60 стран утвердили новое определение килограмма — чему именно равна и как должна рассчитываться основная единица измерения массы.

И хотя это никак не отразится на нашей повседневной жизни, значение этого шага для научного мира и промышленности, где требуются предельно точные измерения, трудно переоценить.

Килограмм — одна из семи основных единиц международной системы измерений (СИ).

Определения четырех из них — самого килограмма, а также ампера (измеряет силу тока), кельвина (температуру) и моля (количество вещества) — были пересмотрены на Всеобщей конференции мер и весов, которая проходит под Парижем, в Версале.

Следует отметить. что килограмм — последняя из единиц СИ, в основе которой лежал реальный физический объект. Принятое еще в 1901 году официальное определение ровно так и звучало: "Килограмм — это единица массы, равная массе международного прототипа килограмма".

Международный прототип — это 4-сантиметровый цилиндр, состоящий на 90% из платины и на 10% из иридия. Он был произведен в Лондоне и с 1889 года хранится в Международном бюро мер и весов в городе Севре под Парижем.

Но физические объекты могут терять атомы (фактически испаряться) или, напротив, впитывать молекулы из окружающего воздуха, так что за прошедшее столетие масса эталона изменилась на несколько десятков микрограммов.

А это значит, что все остальные прототипы килограмма, по которым калибруют весы по всему миру, строго говоря, были не идеально точны. Такие хотя и незначительные отклонения могут представлять огромную проблему для точных научных вычислений.

Как будут рассчитывать килограмм

Голосование в пятницу было формальным: напряженные дебаты уже состоялись (несколько стран предлагали свои, альтернативные определения), решение было согласовано заранее.

Теперь килограмм предполагается измерять при помощи так называемых весов Ватта (или баланса Киббла) — этот прибор определяет массу через постоянную Планка, основную константу квантовой теории.

Проще говоря, определение килограмма увязано с количеством электромагнитной энергии, необходимой для того, чтобы уравновесить объект соответствующей массы. Эталонную гирю заменят электрический ток и напряжение, пропорциональное силе создаваемого ей гравитационного поля.

Эти величины, в отличие от самого физического объекта, не могут измениться или пропасть. А кроме того, точно отмерять килограмм теперь смогут любые ученые по всему миру, а не только те, у кого есть доступ к оригинальной парижской гире или ее копии.

Новое определение килограмма должно вступить в силу в мае следующего года.

В пятницу также были пересмотрены определения ампера, кельвина и моля.

Ампер (сила тока) будут измерять, подсчитывая число создающих ток и по одному переносимых электронов.

Кельвин (температура) — за счет акустической термометрии, измеряя скорость звука в сфере, заполненной газом определенной температуры.

Моль (количество вещества) пересмотрели при помощи инструмента, определяющего точное число атомов в идеальной сфере из чистого кремния-28.

Источник