Официальное определение килограмма скоро изменится

KG 1В существующем регламенте системы «мер и весов» вскоре должна произойти небольшая революция: мир перестанет использовать эталон килограмма. В роли последнего уже в течение долгого времени выступал специальный цилиндр, сделанный из сплава платины и Иридия; это было официальным стандартом с 1879-го года. Находится он в международном хранилище во Франции и официально используется в течение более 100 лет.

Предпосылки нововведений


До недавнего времени килограмм оставался последней единицей измерения, определяемой конкретным физическим объектом. Причина, которая обуславливает необходимость обновления существующей системы, — тот факт, что масса физического эталона может незначительно изменяться с течением времени. Последнее было выяснено еще в конце 20-го века, однако лишь сейчас ученые пришли к выводу о необходимости отказа от старых и «проверенных временем» принципов.

KG 2Служащий эталоном килограмм, невзирая на старания стремящихся оградить его ото всех внешних воздействий, собирал микроскопические загрязнители. Было создано сорок точных копий, которые отправили в учреждения по всему миру, однако и такой подход не помог, поскольку их массы также отличались (пусть и незначительно).

Учитывая технологический прогресс, ввиду которого с каждым годам требования к точности измерений повышаются, учёные планируют отказаться от «неидеального» материального объекта. 16 ноября во Франции пройдёт конференция, во время которой за единицу измерения будет принята специальная формула, определяющая килограмм на основе открытых в 20-ом столетии законов квантовой физики. Впрочем, вступят в силу правила отнюдь не сразу: перераспределение наметили на 20 мая 2019-го года — Всемирный день метрологии.

Технический экскурс


KG 3Отныне килограмм планируют вымерять отнюдь не весом реально существующего в пространстве материального эталона, но четко высчитанным количеством электроэнергии, требуемой для сдвижения определенного объекта. Расчет самой электроэнергии будет производиться с учётом постоянной Планка.

Специальное устройство, который будет применяться для проведения необходимых расчетов, носит наименование баланса Киббла. Это крайне дорогостоящая и сложная техника, напоминающая весы; однако само взвешивание происходит за счёт электрических полей.

Алгоритм использования следующий: в первую очередь измеряется величина электрического тока, что будет требоваться для создания электромагнитного поля. Полученное число будет эквивалентно той силе, которая оказывает действие на избранную массу. Затем катушка в устройстве, которое ранее располагалась между двумя магнитами, должна быть поднята с определенной скоростью. Изменение ее положения индуцирует напряжение, которое будет в определенном пропорциональном отношении соответствовать силе магнитного поля. На основе имеющихся данных можно будет в результате вычислений получить постоянную Планка, пропорциональную количеству требуемой для компенсации определенной массы электромагнитной энергии.