Завершена реформа системы СИ

17 ноября 2018 года

Новая схема изменений в системе СИ, в частности зависимости между величинами и константами

Старая схема

Последняя из фундаментальных единиц измерения СИ — килограмм переопределена на основе фундаментальной физической константы постоянной Планка, тем самым стала отвязана от рукотворного эталона.

Об этом договорились участники конференции по мерам и весам в Париже.

Также переопределены ещё три единицы измерения: ампер, кельвин и моль. Все они отныне будут определяться через фундаментальные константы: элементарный электрический заряд, постоянную Больцмана и число Авогадро.

После конференции единицы измерения определяются:

• килограмм — постоянная Планка;
• метр — скорость света в вакууме;
• секунда — частота сверхтонкого расщепления атома цезия;
• ампер — элементарный электрический заряд;
• кельвин — постоянная Больцмана;
• моль — число Авогадро;
• кандела — световая эффективность монохроматического излучения частотой $540*10^{12}$.

Для переопределения килограмма соблюли несколько условий. Измерения выполнены как минимум тремя независимыми исследовательскими группами, при этом одна из них использовали измерения, основанные на отличных от двух других групп физических принципах. Неопределенность измерения постоянной Планка не должна превышать $50*10^{-9}$, а хотя бы для одной исследовательской группы $20*10^{-9}$.

Учёные Национального института стандартов и технологий США для уточнения постоянной Планка использовали весы Киббла. Их создал в 1975 году специалист Национальной физической лаборатории Великобритании Брайан Киббл. В такой конструкции поддон, держащий груз, прикреплён к катушке, которая находится между двумя сильными постоянными магнитами. Ток, идущий на катушку, создаёт магнитное поле, которое при определённой силе тока уравновешивает силу тяжести, действующую на груз. Благодаря известным массе эталона и силе подаваемого на катушку тока постоянную Планка можно вычислить с высокой точностью.

30 июня работники NIST опубликовали статью, в которой утверждают, что измерили с помощью похожей модели постоянную Планка с точностью $13*10^{-9}$.

В Национальном метрологическом институте Германии для измерения создали почти идеально гладкие сферы из монокристалла кремния, изотопа — 28SI, диаметром около 93,5 миллиметра с шероховатостью, не превышающей трёх десятых нанометра, и отклонениями от сферической формы не более нескольких десятков нанометров. Так как сфера почти идеальная, то её масса равна массе эталона килограмма. Измерив период кристаллической решетки и плотность упаковки атомов, можно найти количество атомов в ней, потом найти число Авогадро, а затем постоянную Планка. По их заявлению метрологов, достигнута точности до $13*10^{-20}$.

В международной системе единиц измерения СИ существует семь основных величин. Все остальные определяются через установленные.

Эталон килограмма изготовлен в 1799 году. Он представлял собой платиновую гирю.

Затем эталоны много раз переопределялись. Например, метр сначала определялся через длину парижского меридиана, потом был связан с длиной волны излучения атома криптона-86, в итоге он определяется через скорость света в вакууме.

В 1889 году эталон килограмма заменили на цилиндр из платиново-иридиевого сплава. Он находится в Международном бюро мер и весов во Франции.

Новая система СИ нужна для повышения надежности и безопасности. В основном это имеет значение для теоретических исследований.

Источники

•  «physħ». physħ — физика и космос, 16 ноября 2018 года. (архив)
•  «Ученые отказались от материального эталона килограмма». meduza.io, 16 ноября 2018 года. (архив)
•  «Эталонный быт». N+1, 15 ноября 2018 года. (архив)
•  «Последний эталон». N+1, 11 июля 2017 года. (архив)
•  «Килограмм и ещё три базовые величины СИ изменят свои значения». 3DNews, 16 ноября 2018 года. (архив)

Комментарии

Викиновости и Wikimedia Foundation не несут ответственности за любые материалы и точки зрения, находящиеся на странице и в разделе комментариев.

Мнения

Пожалуйста, прочтите правила общения и оформления реплик на портале Викиновости

Если вы хотите сообщить о проблеме в статье (например, фактическая ошибка и т. д.), пожалуйста, используйте обычную страницу обсуждения.

Комментарии на этой странице могут не соответствовать политике нейтральной точки зрения, однако, пожалуйста, придерживайтесь темы и попытайтесь избежать брани, оскорбительных или подстрекательных комментариев. Попробуйте написать такие комментарии, которые заставят задуматься, будут проницательными или спорными. Цивилизованная дискуссия и вежливый спор делают страницу комментариев дружелюбным местом. Пожалуйста, подумайте об этом.

Несколько советов по оформлению реплик:

• Новые темы начинайте, пожалуйста, снизу.
• Используйте символ звёздочки «*» в начале строки для начала новой темы. Далее пишите свой текст.
• Для ответа в начале строки укажите на одну звёздочку больше, чем в предыдущей реплике.
• Пожалуйста, подписывайте все свои сообщения, используя четыре тильды (~~~~). При предварительном просмотре и сохранении они будут автоматически заменены на ваше имя и дату.

Обращаем ваше внимание, что комментарии не предназначены для размещения ссылок на внешние ресурсы не по теме статьи, которые могут быть удалены или скрыты любым участником. Тем не менее, на странице комментариев вы можете сообщить о статьях в СМИ, которые ссылаются на эту заметку, а также о её обсуждении на сторонних ресурсах.

Добавить комментарий