Международная система мер и весов претерпела большие изменения

С понедельника, 20 мая, ученые больше не будут измерять вес с помощью физического предмета - цилиндра из сплава платины и иридия. Эталон заменили "балансом Киббл" или "весами Ватта". Однако, изменения в физическом измерении претерпел не только килограмм, а также ампер, кельвин и моль. Об этом говорится в резолюции Международного комитета мер и весов по результатам 26-й конференции, которая состоялась в Париже 13-16 ноября 2018 года.

С 20 мая 2019 года Международной системой единиц, СИ, является единая система, согласно которой: 
 

• частота сверхтонкого перехода основного состояния атома привязывается к цезию-133, который равен 9 192 631 770 Гц,
• скорость света в вакууме, с, равняется 299 792 458 м/с,
• постоянная Планка h равняется 6,626 070 15 × 10À34 Дж с,
• элементарный заряд, е, равен 1,602 176 634 × 10À19 С,
• постоянная Больцмана k равна 1,380 649 × 10À23 Дж/ К,
• константа Авогадро, Н. А., равняется 6,022 140 76 × 1023 моль-1 ,
• световая эффективность монохроматического излучения частоты 540 × 1012 Гц, Ккд, равняется 683 лм / Вт.

"Кроме того, Международной системой единиц (СИ) пересмотрены герц, джоуль, кулон, люмен и ватт, с единичными символами Hz, J, C, lm и 
W, которые соотносятся с такими единицами как метр, килограмм, ампер, кельвин, моль и кандела, с единичными символами s, m, кг, A, K, mol и cd соответственно, 
в соответствии с Hz = с -1 , J = кг м2 s - 2, C = A s, lm = cd m2 m -2 = cd sr и W = кг m2 s -3", - cказано в резолюции.

В ноябре 2018-го Международный комитет мер и весов проголосовал за отказ от действующего эталонного килограмма — цилиндрического куска платино-иридиевого сплава, который находится в вакуумном сосуде в парижской лаборатории. 

Теперь за точный вес килограмма будет отвечать так называемый «баланс Киббла» или «весы Ватта», которые определяют вес через постоянную Планка — основную константу квантовой теории. 

Устройство предусматривает создание постоянного количества электромагнитной энергии, которое необходимо для уравновешивания одного килограмма. По сути, мерилом станет электрический ток и напряжение, пропорциональное силе магнитного поля эталонного килограмма.

Нынешнее решение завершает реформу, которая длилась несколько десятков лет: еще в 1983 году метр был привязан к значению скорости света в вакууме (и значение скорости было зафиксировано, были приостановлены все программы измерения скорости света в вакууме, поскольку его значение стало точно известным по определению. В 2005 году исследователи определились в выборе еще трех констант для переопределения других единиц. Постоянная Планка была выбрана в качестве основы для определения единицы массы, килограмма, элементарный электрический заряд (заряд электрона) единицы силы в рума, а постоянная Больцмана - термодинамической температуры. 

Для того, чтобы завершить этот переход, понадобилось несколько лет для того, чтобы с высокой точностью измерить константы. 

Килограмм 

До сих единица массы, килограмм, была привязана к рукотворному артефакту - цилиндру из сплава платины и иридия, который хранится во французском городе Севр. Результаты нескольких международных сличений национальных копий, изготовленных из того же материала, показали, что их массы меняются относительно главного эталона в диапазоне ± 50 микрограммов каждые 100 лет. Насколько при этом изменилась масса главного образца - неизвестно, поскольку его не с чем сравнивать. Для многих типов измерений такое отклонение может привести к недостоверным результатам. 

Отныне утверждено новое определение килограмма, основанное на постоянной Планка. Установка, с помощью которой можно реализовать новый эталон массы, называется "баланс 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. 

Благодаря новым определением килограмма, каждая страна сможет воспроизводить эталонную установку самостоятельно в любое время, не прибегая к сверке с главным эталоном. 

Ампер 

Конференция также утвердила новое определение Ампера. Прежнее определение, утвержденное в 1948 году, было основано на измерении силы, действующей на параллельные проводники с током. Теперь ученые решили зафиксировать не только численное значение постоянной Планка для килограмма, но и численное значение электрического заряда - для нового определения ампера. 

Кельвин 

Единица температуры - Кельвин - до сегодняшнего дня определялась как 1 / 273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. Новое определение Кельвина основано на постоянной Больцмана, которая теперь точно равна 1,380649 × 10-23 Дж × K-1 (джоулей на Кельвин). 

Моль 

Моль до сих пор был привязан к числу атомов в 0,012 килограмма стабильного углерода-12, то есть был связан с массой. В новой версии системы СИ он будет определен через зафиксированную постоянную Авогадро, то есть будет равняться 6,02214076 × 1023 частиц.

Отметим, что данная новость в естественнонаучной среде была встречена с долей скептицизма, некоторые ученые предрекают грядущий распад науки и деградацию любой иерахической научной системы.

Ранее Lenta.UA обзорно писала о научных гипотезах, предполагающих возникновение сознания и речи у человека.

Фото: Новое время