16 ноември 2018 г.


През 2019 година светът ще се раздели с остарелите килограми. Но не, на никого от това няма да му стане по-леко.

От днес всички правителствата по цял свят трябва да приемат и утвърдят новата дефиниция за килограма – на какво се равнява и как се определя основната ни единица за измерване на маса. И макар че това няма да се отрази по никакъв начин на ежедневието ни, значимостта на такава стъпка е трудно да се определи от гледна точка на науката и промишлеността, където са необходими изключително прецизни измервания.

Килограмът е една от седемте основни мерни единици в Международната метрична система (СИ).
Дефинициите за четири от тях – килограма, ампера (силата на електрически ток), Келвин (температура) и мол (количеството вещество) – ще бъдат преразгледани на международна конференция по мерки и теглилки, която се провежда днес във Версай, край Париж.

Килограмът е последната от мерните единици в СИ, който се определя по реален, физически обект. Приетата през 1901 година официална дефиниция звучи точно така: „Килограмът е единица маса, равна на масата на международен еталон за килограм“
Самият международен еталон представлява 4-сантиметров цилиндър, изработен от сплав на 90% платина и 10% иридий. Произведен е в Лондон и от 1889 година се съхранява в Международното бюро по мерки и теглилки в Севр, Франция.



Физическите обекти обаче могат с течение на времето да губят атоми (на практика – да се изпаряват) или пък да добавят от околния въздух молекули. Съвсем реално за последните сто и няколко години теглото на еталона се е променило с няколко десетки микрограма. А това означава, че и всички останали еталонни тежести, по които се калибрират кантарите по цял свят, формално погледнато не са идеално точни.

Еталонният килограм, който се съхранява в Париж и по който са създадени всички други еталони по света
Разликите са незначителни, ако погледнем от перспективата на чисто ежедневните ни срещи с килограма, но са огромен проблем, когато се касае за точността на научни изчисления. „Ако някога на Земята дойдат извънземни, за какво ще си говорим първо, ако не за физика? Но за да говорим за физика, трябва да се договорим за общи единици за измерване. И ако им кажем, че в основата на нашата единица за определяне на маса стои метален цилиндър, съхраняван в Париж, най-вероятно ще си заслужим присмеха на цялата Вселена?“ Така в навечерието преди гласуването обяснява нещата представителят на Националния институт по стандартите и технологиите в САЩ Стивън Шламингър.

Всъщност, гласуването днес до голяма степен има формален характер. Бурните дебати вече са проведени и след като няколко държави предложиха свои, алтернативни дефиниции, отдавна е постигнато и съгласувано решението, което следва да бъде утвърдено.
В бъдеще килограмът ще се определя с помощта на т.нар. везна на Уат (или баланс на Кибъл). Това е прибор, който определя масата посредством константата на Планк – основна константа в квантовата теория.

Казано съвсем просто, дефиницията на килограма се свързва с количеството електромагнитна енергия, необходима, за да се уравновеси обект със съответната маса. Еталонният метален цилиндър ще бъде заменен от електрически ток и напрежение, пропорционални на силата на създаваното от тежестта гравитационно поле. За разлика от еталонния метален цилиндър, тези величини не могат да се променят или да изчезнат. А освен всичко друго, точно да отмерват един килограм ще могат всички учени по света, а не само онези, които имат достъп до оригиналния парижки килограм или неговите копия.



Днешното гласуване се определя като фундаментално за историята на физиката. Шефът на Британската национална лаборатория по физика, която е отговорна за стандартите в измерванията, Теодор Янсен, обяснява пред ВВС: „Така всички мерни единици в СИ ще бъдат приведени към фундаменталните природни константи – вечни и неизменяеми величини. Това ще позволи да се извършват далеч по-точни измервания и като цяло ще укрепи фундамента на науката“.

Така изглежда уредът, наречен Баланс на Кибъл
Новата дефиниция за килограма трябва да влезе в сила през месец май 2019 година. Днес ще бъдат променени и дефинициите за ампер, Келвин и мол.

Силата на тока измерваме в ампери и по новата дефиниция ще се определя по броя на създаващите и пренасящите заряд електрони.
Келвин, единицата за измерване на температура, ще се определя чрез акустична термометрия: измерва се скоростта на звука в сфера, запълнена с газ с определена температура.
Молът (количеството вещество) вече ще се определя чрез уред, който измерва точния брой атоми в идеална сфера от чист силиций-28.


-----------
За още новини харесайте страницата ни във Facebook>>>

0 коментара:

Публикуване на коментар

Може да ви е интересно...