Парижский килограмм устарел

Исследование такого фундаментального для физики вопроса продолжалось 25 лет. Суть предложения сводится к отказу от некоторой материальной модели в пользу одной из двух универсальных постоянных, числа Авогадро (количества атомов в 12 граммах углерода ¹²С ) или постоянной Планка, основанной понятии «кванта энергии».

Эталон килограмма был введен еще 1889 г. на Первой Международной Конференции Мер и Весов. Он представляет собой цилиндр из сплава платины и иридия, который до сих пор хранится в с(Bureau International des Poids et Mesures, BIPM) в парижском пригороде Севр. Несколько копий имеются также и в других странах.

Стандарт килограмма в контейнере, в котором осуществляется его транспортировка. Источник: BIPM

Учитывая то, что парижский эталон для контрольных измерений вынимается из камеры, где он постоянно находится, даже теоретически нельзя считать, что его вес остается неизменным, так как на нем могут оставаться частички пыли. «Например, было установлено, что массы копий уже отличаются от массы эталонного образца, — говорит Эдвин Вильямс (Edwin Williams) из Национального института технологии и стандартов США (National Institute of Standards and Technology), один из авторов инициативы по замене эталона.- Нам до сих пор неясно, увеличивается или уменьшается масса главного цилиндра, потому что именно он используется при сравнении в качестве эталона. С другой стороны, материальный образец теоретически подвергается риску быть потерянным в результате какого-либо природного катаклизма». «Таким образом, наша идея состоит в том, чтобы сформировать своего рода виртуальное определение килограмма, которое не имело бы непосредственной связи с каким-либо материальным объектом реального мира», — дополняет его физик Питер Мор (Peter Mohr), председатель парижского Комитета научно-технических стандартов (Committee on Data for Science and Technology) и второй из пяти соавторов статьи под названием «Новое определение килограмма: решение, время которому пришло» (Redefinition of the Kilogram: A Decision Whose Time Has Come), которая в понедельник стала доступна на сайте журнала Метрология (Metrologia).

Если аргументы, изложенные в статье, будут приняты международным научным сообществом, предлагаемые изменения вступят в силу в октябре 2007 г. А именно: начиная с этого времени килограмм будет определяться в результате экспериментов с использованием одной их двух универсальных постоянных. Если в этом качестве будет принята постоянная Планка, эксперимент будет состоять из измерения количества фотонов света определенной длины волны, которое будет соответствовать одному килограмму. Определение, основанное на числе Авогадро, будет означать измерение определенного количества атомов какого-либо химического элемента. Такой подход позволит, прежде всего, увеличить точность научных измерений, так как множество остальных единиц измерения основано на шести фундаментальных стандартах. А увеличение точности имеет громадное практическое значение для различных приложений, например, в области техники, медицины, охраны окружающей среды.

Возникает вопрос: является ли определение килограмма, предложенное инициативной группой, окончательным в истории стандартизации меры веса? «Нет, это не так!, — отвечает Питер Мор. — По мере развития научно-технического прогресса люди всегда приходили к осознанию того, что предыдущие знания рано или поздно устаревают». Однако, еще один их авторов статьи, Ян Миллс (Ian Mills), полагает, что предложенный подход останется неизменным, по крайней мере, на протяжении 100 лет.