16 листопада в Парижі переглянули Міжнародну систему одиниць (СІ). Тож із 20 травня 2019 року всі основні одиниці – метр, кілограм, секунда, моль, кандела, кельвін та ампер – матимуть розрахунковими параметрами природні константи. Так, стандарт кілограма – циліндр з платинового сплаву – врешті відслужив своє. Перевага: нові стандарти одиниць можна вимірювати точніше та в будь-якому куточку світу.
Генеральна конференція мір і ваг затвердила нову систему одиниць, що почне діяти 20 травня наступного року. Зображення: A. Nicolaus/ PTB.
Аби певна одиниця була придатною для використання, мусить існувати можливість її чітко визначити, виміряти й відкалібрувати згідно з еталоном. В ідеалі ця одиниця повинна мати в своїй основі природну константу, як, наприклад, секунда – її вимірюють з огляду на електронні переходи а втомі цезію; або метр – його визначають на підставі швидкості світла в вакуумі. Проте дотепер це не стосувалося всіх основних одиниць СІ. Кельвіна, ампера, моля і кілограма не прив’язували до природних сталих.
Дотепер: на 26-тій Генеральній конференції мір і ваг, що відбулася 16 листопада у Парижі, країни так званої Метричної конвенції одноголосно погодилися переглянути Міжнародну систему одиниць. Також вони затвердили чотири нових визначення для ще чотирьох одиниць, які дотепер залишалися неприв'язаними до природних констант, і надійний метод їхнього вимірювання.
Так, всі сім основних одиниць можна буде вимірювати та регулювати фізичними константами. «Перевизначення міжнародної системи одиниць – віха наукового прогресу, – сказав Мартін Мілтон (Martin Milton), директор Міжнародного офісу мір і ваг (International Bureau of Weights and Measures (BIPM). – Використавши природні константи підставою для важливих концептів маси і часу, ми закладаємо стабільну основу, завдяки якій зможемо поглибити наше наукове розуміння, розробити нові технології і відповісти на найбільші суспільні виклики».
Конкретно це означає: прототип кілограма, що вважали мірилом всіх речей останні 130 років, відслужив своє. Цей платиновий циліндр дотепер зберігали як скарб, бо він був еталоном для усіх ваг у світі. Тепер його замінять два фізичні методи вимірювання.
Один ґрунтується на принципі так званих ватових ваг, тобто використовує електромагнітні сили як вимірювальний інструмент, інший – на кількості частинок у кремнієвій кулі. Обидва методи зводяться до сталих Планка – тобто природних констант.
На Генеральній конференції офіційно визначили також методи вимірювання ампера, кельвіна та моля. Всі електричні одиниці, зокрема й ампер, в майбутньому вимірюватимуть квантовим ефектом або кількістю електронів в певний час на елементарному заряді електрона. Моль визначатимуть через сталу Авогадро спеціальної речовини, а кельвін – через сталу Больцмана. Вона визначає, як від температури залежить енергія газу й, отже, рух частинок.
Нові визначення одиниць вимірювання почнуть діяти 20 травня 2019 року. У нашому повсякденному житті нічого не зміниться, на відміну від світу науки й техніки. Адже нова система одиниць вимірювання утворює певною мірою універсальну мову, якою говорять всі дослідники у світі.
Суттєва перевага: калібрування для вимірювальних приладів стане значно точнішим, отже, точнішими й достовірнішими стануть і вимірювання. «Ми більше не обмежені певними об’єктами, ми володіємо універсально доступними одиницями, а це прокладає шлях до ще більшої точності та сприятиме науковому розвитку», – сказав Баррі Інґліс (Barry Inglis), директор Міжнародного комітету мір і ваг.
Природні константи діють всюди. Так, нова Міжнародна система одиниць створить певну універсальну мову, якою говоритиме світова наукова спільнота.
Das "Ur-Kilogramm" hat ausgedient
PTB/ National Physics Laboratory, 19/11/2018
Зреферувала С. К.