Эстония пересмотрит определение килограмма относительно квантовой теории

0
Эталон килограмма. Изображение: Greg L / wikipedia.org (CC BY-SA 3.0)

Эстония вместе со всей Европой пересмотрит определение килограмма и образца массы в один килограмм, увязав его в дальнейшем с основной константой квантовой теории — постоянной Планка.

Об этом BNS сообщила пресс-служба правительства, пояснив, что цель рассматриваемого в четверг законопроекта — привести используемую в Эстонии систему мер и весов в соответствие с обновлениями, принятыми на международной конференции 2018 года, а также принять у себя директиву Европейского Союза соответствующего содержания.

Участники 26-й Генеральной конференции по мерам и весам в Париже осенью 2018 года приняли историческое решение об изменении определений четырех из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ) — килограмма, ампера, кельвина и моля, сообщает сайт N+1.

Этим решением килограмм был «отвязан» от материального носителя-эталона, и теперь определяется через постоянную Планка. С этого момента все единицы системы СИ привязаны к фундаментальным физическим константам.

До прошлого года единица массы, килограмм, была привязана к рукотворному артефакту — цилиндру из сплава платины и иридия, который хранится во французском городе Севр.

Вместе с ним было сделано 40 копий из того же материала, которые разослали в национальные бюро мер и весов разных стран. Периодически их сверяли с оригиналом. Ученые пришли к выводу, что массы копий меняются относительно главного эталона в диапазоне ±50 микрограммов за 100 лет.

Насколько при этом изменилась масса главного эталона — неизвестно, поскольку его не с чем сравнивать. Для многих типов измерений такое отклонение может привести к недостоверным результатам.

В 2018 году было утверждено новое определение килограмма, основанное на постоянной Планка. Установка, с помощью которой можно реализовать новый эталон массы, называется весы Киббла. В таких весах эталоном выступает груз, который уравновешивает силу отталкивания между постоянным магнитом и катушкой, по которой пропускают ток. Таким образом, массу объекта можно найти за счет равенства электрической и механической сил.

Константа Планка «прячется» в уравнениях, описывающих работу электрической части установки, и без ее фиксирования переопределить килограмм было невозможно. Примечательно, что та же самая установка ранее использовалась как раз для уточнения константы Планка, но для этого применялся другой режим ее работы.

Благодаря новому определению килограмма, каждая страна сможет воспроизводить эталонную установку самостоятельно в любое время, не сверяя с главным эталоном.

Для обычных потребителей новые нормативы в ежедневной жизни ничего не изменят. Обновление важно для предприятий по производству электроники и фармакологии, в производственных процессах которых имеет место измерение сверхмалых масс. Для обеспечения достоверных результатов показатели измерений теперь будут соотносить с фундаментальными физическими константами.