01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Технические науки
14 ноября
Похороны эталонов

Величины системы СИ лишат физических носителей

Benoit Tessier/Reuters

Какая революция происходит прямо сейчас в Версальском дворце, почему платиново-иридевый цилиндр утратил актуальность и что станет с Международной системой СИ, читайте в материале Indicator.Ru.

Прямо сейчас в Версале проходит уникальное событие, которое станет знаковым для правил, по которым живет мир. Оно настолько важное, что заставило авторитетнейший научный журнал Nature перейти на высокий штиль. Когда еще там прочитаешь такие слова: «Подобно дряхлеющей монархии, метрическая система мер собирается поклониться современности. На протяжении 130 лет платиново-иридиевый цилиндр, хранившийся в [вакуумированном] колоколе и запертый в Международном бюро мер и весов во французском Севре, служил эталоном килограмма. Примерно каждые 40 лет его вывозили для калибровки подобных эталонов по всему миру, но сегодня в революции куда менее кровавой, чем стоившей Людовику XVI головы, этот цилиндр уступает свой трон Истинного килограмма».

8e80b06bf849c157c5aeeefac436f9ee8d60ad0d
Эталон килограмма
Japs 88/Wikimedia Commons

Что же происходит в Версальском дворце 13-16 ноября? 26-я Генеральная конференция мер и весов (26th General Conference on Weights and Measures, CGPM) собирается лишить нас последних физических эталонов системы СИ. Эталоны килограмма, ампера, кельвина и моля будут определены напрямую через физические фундаментальные константы, как уже определенные таким образом секунда, метр и кандела.

История современной метрической системы (если быть точным, системы СИ) достаточно древняя. Еще в XVIII веке французские ученые сильно устали от того, что каждый измерял основные величины как бог на душу положит. Помните, сколько есть единиц, например, длины? Широкому распространению метрической системы, которая основана на десятичном соотношении основных и вспомогательных единиц, помогла Великая французская революция, заметно подсократившая количество разных внесистемных единиц. Полное преобразование метрической системы в современную систему СИ с семью основными единицами заняло почти двести лет.

Первые эталоны, метра и килограмма, были созданы в Париже в 1799 году. Однако Метрическая конвенция, первый международный договор о единицах, была подписана семнадцатью государствами, в том числе и Россией, только в 1878 году. Тогда же появился Международный комитет мер и весов — первая организация, разрабатывавшая международные эталоны.

Несколько позже третьей величиной, ставшей основной в международной системе, стала секунда. И только в 1960 году на XI CGPM была принята Système International d’Unités, Международная система единиц, которая по первым буквам получила название SI. Или СИ — «Система интернациональная». Вот как выглядит она сейчас:

Величина Обозначение величины Единица Русское обозначение Международное обозначение
Длина L Метр м m
Масса M Килограмм кг kg
Время T Секунда с s
Сила тока I Ампер А A
Температура Θ Кельвин К K
Количество вещества N Моль моль mol
Сила света J Кандела кд cd

Тем не менее уже с XIII конференции начались определения, переопределения, добавления. То секунду переопределят, то градус Кельвина просто в кельвин переименуют, то моль седьмой единицей добавят. Одновременно стало понятно, что любой физический эталон — это условность, да и любой такой эталон может измениться из-за испарения, диффузии и иных явлений. Именно поэтому постепенно началась работа, которая завершается в эти дни — выражение единиц системы СИ через фундаментальные физические константы.

Единица Фундаментальная константа, через которую определяется единица
Килограмм Постоянная Планка
Метр Скорость света в вакууме
Секунда Частота излучения атома цезия
Ампер Заряд электрона
Кельвин Постоянная Больцмана
Моль Число Авогадро
Кандела Световая эффективность излучения определенной длины волны (555,016)

При этом в практическом смысле мало что изменится, и эталоны для калибровки весов останутся. Разве что метрологи начнут разрабатывать максимально точно поверенные весы Киббла — устройства, при помощи которых определяется постоянная Планка. Поскольку эта константа измеряется в м2⋅кг/с, то каждое измерение постоянной Планка, по сути, определяет и величину килограмма.

6fa44ef78ba94a7beb262ca52c136adfc12c35e8
Весы Киббла
Jennifer Lauren Lee/NIST/Wikimedia Commons

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.

Комментарии

Все комментарии
САМОЕ ЧИТАЕМОЕ
Обсуждаемое