Кіло нової формули для розрахунку її вартості - science et Avenir

Опубліковано 16.10.2018 6:00

розрахунку

Протягом 130 років вона несла вагу світу на своїх плечах: на прізвисько "великий К", міжнародний прототип кілограма (ІПК), який служив стандартом для всіх вимірювань маси, незабаром буде замінений на нематеріальний математичний постійний.

Прототип кілограма, що зберігається в Міжнародному бюро мір і ваг (BIPM) в Севрі.

Маса цього платинового іридієвого балона, який має розмір 3,9 сантиметра в довжину і 3,9 сантиметра в діаметрі, визначає кілограм з 1889 року. Він дорого зберігається в Міжнародному бюро мір і ваг (BIPM) в Севрі, недалеко від Парижа. Мало хто мав привілей бачити це. Він несе серйозну відповідальність: IPK втілює міжнародний орієнтир для всіх вимірювань маси у світі, будь то для дозування наркотиків, різання скибочок шинки, зважування дитини або важкого промислового обладнання. Країни мають власні стандарти, які вони періодично порівнюють з історичними копіями "великого К", які самі порівнюють із найвищим стандартом.

"Кілограм є останньою одиницею виміру на основі фізичного артефакту", - підкреслює Томас Гренон, генеральний директор французького LNE (Національної лабораторії метрології та випробувань). "Проблема в тому, що він живе своїм життям, може коливатися, що зовсім не задовільно, враховуючи рівні точності, які нам потрібні сьогодні".

Отже, 26-е засідання Генеральної конференції мір і ваг (CGPM), яке відбудеться з 13 по 16 листопада 2018 року у Версалі, має схвалити нове визначення кілограма, сформульоване з константи Планка (h) квантової фізики. Тоді в травні "великий К" офіційно поступиться своїм троном у маленький час. Ця константа, відкрита в 1900 р. Фізиком Максом Планком, є продуктом енергії часу. А енергія пов’язана з масою за відомим рівнянням E = mc2. Після кількох років великої наукової роботи значення h було зафіксовано на рівні 6,62607015 10 до потужності -34 джоуля в секунду.

3 дзвони, 3 ключі

Чому така революція? Вчені помітили, що маса міжнародного прототипу дещо відрізнялася від маси шести контрольних копій, зроблених одночасно і зберіганих у BIPM. Маса ІПК відхилялася від маси середнього значення цих копій приблизно на 50 мікрограмів (мільйонні частки грама). Однак BIPM посилив свої запобіжні заходи для захисту IPK. "Він тримається під трьома скляними дзвіночками, у сейфі, який знаходиться у спеціально відведеному надчистому приміщенні, в підвалі" Павільйону де Бретей, говорить Естефанія Де Мірандес, відповідальний секретар Консультативного комітету BIPM.

Сейф закритий трьома ключами, утримуваними трьома різними менеджерами, які повинні бути присутніми одночасно, щоб дозволити його відкрити. Доступ до кімнати вимагає спеціального дозволу. Раз на рік багажник відкривається для візуальної перевірки статусу IPK. Естефанія Де Мірандес змогла побачитися з ним кілька разів. У 2014 році великий К навіть вийшов зі своєї барлігу, щоб залишитися в лабораторіях BIPM, які проводили йому вимірювання.

"В принципі, можна пошкодити ІПК під час вимірювання та змінити його масу, оскільки це крихкий предмет", - визнає вона. "Уявіть, що викидаєте цей прототип!", - вигукує Магелон Шамбон, директор наукових досліджень LNE. Кошмар, у якого незабаром не буде причин існувати. Незабаром кілограмовий стандарт буде реалізований з константи Планка за допомогою ватного ваги, який також називається балансом Кіббла від імені його винахідника (британський фізик Брайан Кіббл), і який складається з перетворення маси в електричну енергію. В даний час лише кілька країн мають баланс ват, включаючи Францію, яка розробила його на сайті LNE в Траппі (Паризький регіон). Генеральна конференція мір та ваг збирає представників 60 держав-членів та 42 держав та асоційованих економічних суб'єктів.

Щоранку отримуйте безкоштовні оновлення новин