З 20 травня вчені переходять на новий стандарт виміру ваги

З 20 травня вчені більше не будуть вимірювати вагу з допомогою фізичного предмета — циліндр зі сплаву платини та іридію.

З 20 травня вчені більше не будуть вимірювати вагу з допомогою фізичного предмета — циліндр із сплаву платини та іридію. Його замінили «балансом Киббл» або «вагами Вата». Втім змін зазнав не лише кілограм.

16 листопада 2018 року учасники 26-й Генеральній конференції з мір та ваг, що пройшла в Парижі, прийняли історичне рішення про перевизначення чотирьох із семи основних одиниць Міжнародної системи одиниць (СІ) — кілограма, ампера, кельвіна і моля.

Чому вчені вирішили змінити зразки одиниць вимірювання і якими вони будуть з 20 травня?

Кілограм

Раніше одиниця маси кілограм була прив'язана до рукотворного артефакту — циліндру зі сплаву платини та іридію, який зберігається у французькому місті Севр. Результати кількох міжнародних звірень національних копій, виготовлених з того ж матеріалу, показали, що їх маси змінюються відносно головного еталону в діапазоні ± 50 мікрограмів за 100 років. Це пов'язано з тим, що попри абсолютно стерильні умови, ідеально точний кілограмовий циліндр однаково покривається пилом і брудом, а його чистка призводить до стирання частинок сплаву.

Наскільки при цьому змінилася маса головного зразка — невідомо, адже його не з чим порівнювати. Для багатьох типів вимірювань таке відхилення може призвести до некоректних результатів.

Тепер за точну вагу кілограма буде відповідати так званий «баланс Киббл» або «ваги Вата», які визначають вагу з-за постійної Планки. У таких вагах еталоном виступає вантаж, який врівноважує силу відштовхування між постійним магнітом і котушкою, через яку пропускають струм. Таким чином, масу об'єкта можна знайти шляхом рівності електричної та механічної сил.

Завдяки новим визначенням кілограма кожна країна зможе відтворювати еталон самостійно в будь-який час, не вдаючись до звірки з головним еталоном.

Ампер

торішня конференція також затвердила нове визначення ампера (одиниця вимірювання сили електричного струму). Старе, затверджене в 1948 році, було засноване на вимірюванні сили, яка діє на паралельні провідники зі струмом. Тепер вчені вирішили зафіксувати не тільки чисельне значення постійної Планки для кілограмів, але і чисельне значення електричного заряду — для нового визначення ампера. Тобто нове визначення виражається тільки через одну постійну — заряд електрона.

Кельвін

Одиниця температури — кельвін — до сьогоднішнього дня визначалася як 1/273,16 термодинамічної температури потрійної точки води. Нове визначення Кельвіна засноване на постійного Больцмана, яка тепер точно дорівнює 1,380649×10-23 Дж × K-1 (джоуль на кельвін).

Моль

Моль досі був прив'язаний до числа атомів у 0,012 кг стабільного вуглецю-12, тобто був пов'язаний з масою. У новій версії системи СІ він буде визначений через зафіксовану постійну Авогадро, тобто дорівнюватиме 6,02214076 × 1023 частинок.