16 ноября в Версале пройдет 26-я Генеральная конференция по мерам и весам. Одной из тем обсуждения станет пересмотр последней эталонной меры, созданной человеком, — килограмма. На смену отлитому из металла цилиндру, который хранится под тремя герметичными куполами, придет формула для точного вычисления массы. RTVI рассказывает, зачем это понадобилось.
Со временем старый эталон теряет атомы, что ведет к уменьшению его массы. В некоторых отраслях, где необходима максимальная точность, такие перемены могут быть критическими. Так может быть, например, в космической промышленности.
«Если измерять массу пакета сахара, то все хорошо, но это становится недопустимым для более сложной науки, например, для измерения доз в фармацевтике», — говорится в сообщении Национальной физической лаборатории США.
При этом сама единица измерения массы не изменится — ее просто станут по-другому вычислять. Если секунду и метр считают с помощью скорости света, то килограмм предлагают привязать к постоянной Планка, одной из самых стабильных констант. Она объясняет поведение частиц и волн на атомном уровне.
За последний век ученые несколько раз меняли методы, с помощью которых определяются разные величины. Например, способ вычисления секунды обновляли в 1954, 1960 и 1967 годах. Сейчас эталон килограмма хранится в Международном бюро мер и весов, штаб-квартира которого находится во французской коммуне Севр, что в предместьях Парижа. Этот металлический цилиндр отлили в 1889 году из сплава иридия и платины. Он пришел на смену первому эталону килограмма 1799 года — платиновой гире. Ее создали вскоре после того, как во Франции приняли метрическую систему.
Спустя почти век выяснилось, что гиря не может быть эталоном — ее масса была на 0,028 граммов больше, чем масса кубического дециметра воды. Первая же конференция по мерам и весам приняла новые международные прототипы метра и килограмма. Примечательно, что пока еще действующий эталон килограмма по сути привязан к устаревшему эталону метра.
Ученые уже не в первый раз отказываются от материального эталона в пользу формулы. В 1960 году 11-я Генеральная конференция по мерам и весам постановила перестать использовать отлитый из металла метр.
Сначала его приравняли к 1,65 млн длин волн оранжевого спектра, которые излучает изотоп криптона в вакууме. А уже 17-я конференция 1983 года постановила определять метр как расстояние, которое проходит свет в вакууме за почти одну трехсоттысячную секунды.
На той же 11-й конференции была образована международная система СИ, которую используют в науке и технике по всему миру. В некоторых странах (США, Либерии и Мьянме) систему СИ не используют в повседневности, вместо нее люди измеряют все в фунтах, милях, галлонах и прочих единицах.