Ученые собираются переопределить килограмму

Ученые собираются переопределить килограмму

Этот килограмм является одним из самых важных и широко используемых единиц измерения в мире - если вы не живете в США. Для всех остальных точное определение того, что такое килограмм, может быть жизненно важным в таких областях, как производство, проектирование и транспорт. Конечно, килограмм составляет 1000 граммов или 2,2 фунта, если вы хотите получить имперский характер. Однако это не поможет вам определить килограмм. В настоящее время килограмм контролируется металлическим слипом во французском хранилище, но его важные значения нумеруются. Ученые готовятся переопределить килограмм с помощью науки.

Это на самом деле сложнее, чем вы ожидали узнать, когда измерение соответствует намеченному стандарту, даже если это один из четко определенных Systéme International (SI) единиц. Например, измеритель первоначально был определен в 1793 году как один десятимиллионный от расстояния от экватора до северного полюса. Это значение было неверным, но с тех пор счетчик был переопределен в более точных терминах, таких как выбросы в длину волны криптона-86 и в последнее время скорость света в вакууме. Вторая была ранее определена как крошечная доля того, как долго Земля должна выходить на орбиту вокруг Солнца. Теперь он привязан к количеству времени, в течение которого атом цезия-133 колеблется 9 192 631 770 раз. Опять же, это неизменное и чрезвычайно точное.

Это подводит нас к килограмму, который является измерением массы. Вес отличается и изменяется в зависимости от силы тяжести, но килограмм всегда равен килограмму, поскольку он исходит из измерений плотности и объема. Определение килограмма привязано к Международному прототипу Килограммы (см. Выше), небольшому цилиндру платины и иридия, хранящемуся в Международном бюро мер и весов во Франции. Ученые создали десятки копий IPK, поэтому отдельные страны могут стандартизировать свои измерения, но это опасный способ сделать это. Если что-то случится с IPK, у нас больше нет стандартного килограмма.

Позже в этом месяце ученые на международной Генеральной конференции по весам и мерам, как ожидается, проголосуют за новое определение для килограмма, которое оставляет IPK позади и связывает измерение с неизменными законами вселенной. Исследователи из Национального института стандартов и технологий в США и Национальной физической лаборатории в Англии работают над проблемой соединения массы с электромагнитными силами.

Баланс Kibble в Национальной физической лаборатории Великобритании.
Баланс Kibble в Национальной физической лаборатории Великобритании.

Сердцем этого усилия является «Баланс Киббл», чрезвычайно сложное устройство, которое количественно определяет электрический ток, необходимый для соответствия электромагнитной силе, равной гравитационной силе, действующей на массу. Таким образом, он не измеряет массу напрямую, а вместо этого измеряет электромагнитную силу между двумя пластинами. Это позволяет ученым связывать массу килограмма с постоянной Планка, которая гораздо реже изменяется, чем металлический слизень во французском хранилище.

Таким образом, килограмм никоим образом не меняется, что имеет значение в вашей повседневной жизни, но это своего рода вопрос. Важен килограмм, поэтому он не может измениться. Переопределение килограмма, чтобы уйти от IPK, гарантирует, что он останется неизменным навсегда.

Читать далее

Астрономы собирают самую детальную картину Вселенной за всю историю
Астрономы собирают самую детальную картину Вселенной за всю историю

Астрономы использовали данные Хаббла, чтобы создать самый большой и глубокий взгляд на вселенную, когда-либо зарегистрированную.