От х:

Днес в x:

24 °C

Определението на килограм се променя завинаги. Какво означава това

130 години след установяването му, килограмът такъв, какъвто го познаваме, предстои да бъде пенсиониран. Но това не е краят. От 20 май 2019 г. се въвежда нова дефиниция - много по-точна от всички подобни досега.

След като промяната бе гласувана единодушно на Генералната конференция по мерки и теглилки във Версай в края на миналата година, промяната накрая ще стане официална.

Килограмът е мъртъв, да живее килограмът!

Рядко се сещаме в ежедневиято си за метрологията - науката за измерванията. Но тя е много важна. Това е не само системата, чрез която измерваме света, това е и системата, чрез която учените провеждат своите наблюдения.

Тя трябва да бъде точна и трябва да бъде непроменлива, за предпочитане на базата на законите на нашата Вселена.

Но от седемте базови единици на Международната система от единици (SI), четири не се базират в момента на физически константи: ампер (сила на електрически ток), келвин (температура), мол (количество вещество) и килограм (маса).

"Идеята е, че ако всички единици, базирани на константи на физиката, те по дефиниция са стабилни и непрекъснати в бъдеще и универсално достъпни навсякъде”, обяснява за ScienceAlert Тери Куин (Terry Quinn), директор на Международното бюро за мерки и теглилки (BIPM, International Bureau of Weights and Measures).

Например един метър се определя от разстоянието, което светлината изминава във вакуум за 1/299792458 от секундата. Секундата се определя от времето, необходимо на един атом цезий да осцилира 9 192 631 770 пъти.

Килограмът се определя от… килограм. 

Съвременната дефиниция, приета на III-та Генерална конференция по мерки и теглилки (Conférence Générale des Poids et Mesures, CGPM) през 1901 г. и е формулирана по следния начин: "килограмът е единица за маса, равна на масата на международния прототип на килограма". Този Международен прототип (еталон) на килограма (IPK, International Prototype of the Kilogram) се съхранява от Международното бюро по мерки и теглилки (намира се в Севър, близо до Париж) и представлява цилиндър с диаметър и височина от 39.17 mm от платинено-иридиева сплав (90% платина, 10% иридий). Размерът на еталона е около размера на топка за голф.

Всъщност килограмът е единствената основна единица в SI, която все още е дефинирана от физически обект.

Има копия на IPK на различни места по света, които се използват като национални стандарти и понякога се връщат във Франция, за да се сравнят с прототипа.

И тук нещата стават интересни - наблюдава се, че масата на тези копия се отдалечава от тази на заключения в трезора IPK. Не е ясно дали копията губят маса или IPK увеличава масата си , но нито един от тези сценарии не е идеален за точността, нужна за науката, дори и да се стигне до микрограми.

През последните няколко години метролозите говорят за необходимостта от нов стандарт. Сега те са готови да предефинират килограма на базата на константата на Планк, съотношението на енергията към честотата на фотона, измерено до най-точната му стойност още през миналата година .

"Едва сега можем да дефинираме килограма като константа на физиката - константата на Планк, скоростта на светлината и резонансната честота на атома на цезия", обяснява Куин.

"Защо участват и трите? Това е така, защото константата на Планк се измерва в kgm 2 s -1 (килограм метър на втора степен върху секунда), така че първо трябваше да определим метъра (спрямо скоростта на светлината) и секундата (по отношение на атома на цезия в атомния часовник)".

Така, при новата дефиниция, величината на един килограм ще бъде „зададена чрез определяне на числената стойност на константата на Планк, която да е равна на точно 6.626 069… × 10 –34, изразено в единица SI m 2 s -1kg, което е равно на J s (джаул-секунда - Джаул-секунда описва количеството действие, което се случва в една физическа система чрез сумиране на енергия (или топлина, или работа ) с течение на времето). "

В живота на повечето хора това няма да предизвика никаква видима разлика - килограм ябълки преди промяната пак ще бъде килограм ябълки след промяната, но това ще има значение за метролозите в частност и за учените като цяло..

Тъй като, както бе отбелязано, стандартите за базовите единици се опират на други базови единици. Канделата, амперът и молът ще бъдат предефинирани до по-голяма точност въз основа на килограма.

"[Новата дефиниция] значително ще подобри разбирането и елегантността на преподаването на единиците", твърди Куин. "Това ще отвори пътя за неограничени подобрения в точността на измерванията, ще подобри значително точността и ще разшири възможностите за извършване на точни измервания при много малки и много големи количества."

Това ще бъде краят на една епоха, наистина - и също началото на нова.

Що се отнася до самия IPK, малкото парче метал, което е било толкова важно толкова много години, ще продължи да се съхранява в същите условия, както досега, под два буркана в хранилище с контролиран климат.

Той е част от историята, но ще бъде проучен и „в следващите години и десетилетия ще можем да наблюдаваме как се променя неговата маса“, разказва Куин, този път съпоставяйки го с новата, неизменна дефиниция на килограма. Така че най-накрая ще можем да кажем със сигурност дали еталонът е губел маса през цялото това време.

Куин също така  отбеляза, че макар да изглежда сложна, новата система може да бъде лесно разбрана за всеки. Самият той построил прост ват баланс* от Лего в мазето си, който можел да измерва директно с константата на Планк, в рамките на 5 процента грешка.

*Балансът на Кибъл или ват балансът е електромеханичен измервателен уред, който измерва теглото на тестовия обект много точно чрез електрически ток и напрежение, необходими за произвеждане на компенсираща сила.

"Учениците, коментира той, "ще могат да се забавляват с него".

Определението за новия килограм влиза в сила на Световния ден на метрологията - 20 май 2019 г.

Източник:

Tomorrow The Definition of The Kilogram Will Change Forever. Here's What That Really Means,  ScienceAlert


Източник: nauka.offnews

Коментари в сайта

Хороскоп за 19.09.2019

Хороскоп за Овен

Овен
Ще срещнете неразбиране и това ще създаде пречки. Приемете всяка подкрепа, не се лишавайте от предлагащи ви се улеснения. Отношенията ви с привлекателна за вас личност ще се развият според желанията ви. Нужно е още малко време преди да откриете взаимно чувствата си. Не предизвиквайте събитията с настойчивото си поведение.
19.09.2019

Хороскоп за Телец

Телец
Не ви очакват препятствия при деловите ви ангажименти, а пък и партньорите ви са позитивно настроени. В личен план можете да направите нещо ново, с което да зарадвате любимия си човек. Повярвайте на грижите му и повече не подлагайте на съмнение усилията му да ви прави щастливи.
19.09.2019

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Пътувания, срещи или творчески търсения са сред нещата, с които предстои да се занимавате днес. Предложение за работа по нов проект или друга добра възможност ще насочи интереса ви в избраната от вас сфера. Но също така са възможни разминавания с хора, които не мислят като вас. Бъдете търпеливи.
19.09.2019

Хороскоп за Рак

Рак
Периодът на затишие скоро ще свърши. За това не пропускайте да наваксате всичко онова, за което не ви достигаше време до сега. Радвайте се на деня, защото ще ви направи щастливи с присъствието на любим човек или нова придобивка. Ще имате настроение за забавления и романтични закачки.
19.09.2019

Хороскоп за Лъв

Лъв
Придържайте се към програмата си днес и избягвайте рисковани инициативи. Денят не е подходящ за дръзки постъпки и мащабни начинания. Вероятността да не успеете, ако решите да ги предприемете е значителна. Личния ви живот и по-точно отношенията с любимия човек или пък желана от вас личност са източник на приятни емоции и ви носят пълно удовлетворение.
19.09.2019

Хороскоп за Дева

Дева
Поставяте си много задачи и времето може и да не ви стигне, но ентусиазмът ви е налице. На първо време се погрижете за здравето си - вашето и на близките ви. Финансови затруднения ще охладят желанието ви за харчене, както и могат да се явят препятствия по отношение на предстоящо пътуване.
19.09.2019

Хороскоп за Везни

Везни
Нерешени проблеми от миналото ще ви напомнят за себе си. Повече няма да отлагате и ще им се посветите, този път успешно. По-малко занимавайте околните със себе си, освен, ако няма да ги зарадвате с нещо приятно. Финансовите ви дела търпят развитие, за някои в положителна посока. Прагматичният ви подход дава резултати.
19.09.2019

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Бъдете по-ограничени и ще избегнете по-сериозни недоразумения в дома и семейството. Не се обвързвайте с нищо свързано с много хора. Помислете над стореното до тук и направете план за идните дни. Не съжалявайте за миналото. Времето днес е подходящо за усъвършенстване. Не се поддавайте на фалшиви емоции и лесно печелене на пари. Знаете истината за безплатните обеди. Помислете си кое си струва да запазите и за в бъдеще.
19.09.2019

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
Ще бъдете мотивирани и ще действате с желание и хъс. Преградите ще са лесно преодолими. Подкрепа от силните на деня. Що се касае до любовта, там успехът също няма да ви подмине. Налице са всички предпоставки да спечелите сърцето на любимия човек, всичко зависи от вас.
19.09.2019

Хороскоп за Козирог

Козирог
Нищо не ви липсва да получите това, което искате. Достатъчно е да го пожелаете, другото само ще си дойде на мястото. Използвайте силата на разума си и търсете проявление на чистите си мисли, без да се обвързвате със съмнителни хора и условия. Дръзновението ви е вашия печеливш ход днес.
19.09.2019

Хороскоп за Водолей

Водолей
Стремите се да бъде добри в работата си, поради което полагате доста усилия и търпение. Това е похвално и не се учудвайте, ако ви предложат промяна на служебното ви положение.Покажете на хората, които обичате истинските си чувства.
19.09.2019

Хороскоп за Риби

Риби
Въпреки затрудненията, които срещате за момента ситуацията е доста благоприятна. Желанието ви да успеете изглежда несломимо и бавно и сигурно получавате това, към което се стремите. Ангажимент, свързан с ваш близък може би ще отнеме част от времето ви, но това няма да повлияе съществено на плановете ви. Бъдете по-умерени в думите си спрямо любимия човек.
19.09.2019
Последни новини