Sacensības, lai no jauna definētu Kilogrammu

Parīzē, aiz durvju durvīm, kurām ir nepieciešami trīs taustiņi, lai to atbloķētu, ir visdārgākais platīna-irīdija gabals pasaulē. Par gadījuma novērotāju, ir grūti noteikt naudas vērtību vienreizējam, bet gan zinātnieku grupai, tas ir praktiski nenovērtējams metāla kaudze, kas dod zeltu par savu vērtību.

Galu galā šis vienreizējais darbs ir neticami svarīgs darbs, lai kļūtu par standarta kilogramu. Bet starptautiska pētnieku grupa ir grūti strādāt, lai no jauna definētu kilogramu un padarītu šo vērtīgo posteni novecojušu.

„Artefakts kilograms ir patiešām brīnišķīga lieta,” stāsta Kanādas Nacionālās pētniecības padomes galvenais metrologs Alans Steele. "Bet tas nav fundamentāls, tas nav pamata - tas ir tikai lieta, un, ja kaut kas noticis ar to, mēs būtu īstās grūtībās."

Steele ir daļa no grupas, kas krustojas, lai no jauna definētu kilogramu. Tā svars nemainītos - ka zīdējs joprojām sēž aptuveni par 2,2 mārciņām - bet Steele un viņa kolēģi uzskata, ka ir pienācis laiks veikt masveida atjauninājumu, kas ir balstīts uz “fundamentālu konstantu” - raksturīgu universālu īpašumu, kas ir līdzīgs kaut kas līdzīgs gaismas ātrumam.

Pirms jūs domājat, ka kilogramu krusta karš ir traks zinātnieku grupai, tas nav. Atjauninājumam nepieciešama “zinātniskā tūre”, saka Steele, jo vienības noteikšana, pamatojoties uz fundamentālām konstantēm, prasa trīs eksperimentus divās dažādās valstīs vairākās valstīs. Abās sistēmās visiem trim eksperimentiem ir ļoti grūti panākt vienprātību. „Tie ir tikai patiesi skaisti eksperimenti, ar lieliem, viegli izskaidrojamiem jēdzieniem,” viņš saka, „bet cilvēks ir sātans detaļās.”

Izprotot, kā izmērīt kilogramu, ir nepieciešams definēt būtisko konstantu, ko fiziķi pazīst kā „Planckas konstante”, kas nenoteiktībā ir 50 daļas par miljardu. Angliski? Tas ir diezgan, diezgan, diezgan precīzs. Dažas ķīmijas laboratorijas to mēra, aprēķinot atomu skaitu silīcija sfērā kilogramā. Bet citi izmanto fizikas pieeju, izmantojot ierīci, ko sauc par Kibble bilanci, kas mērījumu veikšanai izmanto enerģijas un elektriskās konstantes. Triks ir tas, ka ķīmijas un fizikas pieejām, lai definētu Plankka nemainīgo, ir jāsakrīt - un līdzvērtīgu sistēmu ieviešana nekad nav notikusi agrāk.

Mūsu mērvienību pārdefinēšana ir “notikums, kas notiek, iespējams, vienu reizi mūsu dzīves laikā”, stāsta Valsts standartu un tehnoloģiju institūta fiziķis Stepans Šlammingers. Viņa komanda ir guvusi Plankka konstantes mērījumu ar kļūdu 34 daļās par miljardu (zinātnē, jo mazāka kļūda, jo labāk, tā kā 34 daļas uz miljardu noteikti ir laba zīme, salīdzinot ar nozari, kurā pieņemts maksimālais 50 miljardu daļu)). Līdz šim ir starptautiska vienprātība par numuru, un Schlamminger cer, ka 2017. gada 1. jūlijā, kad Starptautiskais svaru un mērierīču birojs apkopos visus mērījumus, tiks pievienota 20 daļu miljardu kļūda. vidēji. Tiklīdz tas viss notiks, galīgais numurs tiks apspriests un balsots 2018. gada novembrī.

„Galalietotājam pāreja būs bezšuvju; jūs nezināt atšķirību, ”saka Šlammingers par izmaiņām. Taču zinātnieku aprindām šo vienību atkārtota definēšana būs nenovērtējama, pārvēršot šo vienreizējo Parīzi par simbolu jaunai izpratnei par Visuma pamatmērījumiem - un tas ir lieliski labākais vairums gabalu, kas nav vienkārši.