Поиск

Многострадальный эталон килограмма

Проблема с килограммом заключается в том, что это единственная метрическая единица международной системы СИ, значение которой определяется не фундаментальными физическими константами, а материальным "артефактом", эталонным цилиндром из сплава платины и иридия, с 1889-го года хранящегося в Париже, в специальном сейфе Международного бюро мер и весов, укрытым двумя стеклянными колпаками. Этот цилиндр, как и всякий материальный предмет, со временем неизбежно должен менять свою массу, несмотря на все предосторожности, что в принципе может привести к весьма серьезным проблемам в науке и таких "тонких" отраслях промышленности, как, например, микроэлектроника.

Необходимость привязать килограмм к какой-нибудь из констант уже давно признана почти всеми, однако по разным причинам дело пока с мертвой точки не сдвинулось. Сейчас, когда практически все препятствия на этом пути преодолены, осталась одна проблема – проблема выбора.

Есть два предложения и две группы ученых, которые их разрабатывают – одна в Германии, другая в США. Германская группа предлагает привязать килограмм к числу Авогадро, подсчитав число атомов кремния в идеальной килограммовой сфере, которую ученые полировали целых три года. Группа из США считает, что килограмм надо привязать к постоянной Планка, коэффициенту, связывающему частоту фотона с его энергией. Их установка для измерения килограмма представляет собой весы с единственной чашей, в которой, грубо говоря, лежит килограммовая гирька. Находящаяся на чашей катушка индуктивности создает магнитное поле, которое компенсирует силу тяжести. Добившись точного баланса, можно измерить "балансирующий" электрический ток в катушке, а из него вывести точную связь между килограммом и постоянной Планка.

Обе группы идут к финишу, и ни одна не собирается уступать другой. Выбрать из этих предложений лучшее пока тоже не удается. Каждая из этих групп к настоящему времени научилась с помощью своих устройств измерять вес с точностью до 30 частей на миллиард, и эта точность метрологов вполне устраивает. Их совершенно не устраивает то удивительное обстоятельство, что килограммы у этих групп получаются разными, отличаясь друг от друга на 175 частей миллиарда, то есть на 0,000175 грамма. Ричард Дэвис, в прошлом возглавлявший департамент масс в Международной палате мер и весов, предложил на лондонской конференции компромисс – принять за килограмм среднее арифметическое из этих результатов, связав его таким образом сразу с двумя константами.

Ни авогадристы, ни планкисты компромисса не приняли. Остальные участники конференции тоже разделились во мнениях. Одни считают, что подобный компромисс – ненаучен и входит в противоречие с существующими стандартами метрологии. Другие полагают, что в этом нет ничего страшного, что такое решение не столько правильное, сколько разумное, и что отсутствие всякого решения еще хуже – противостояние может затянуть проблему килограмма на годы и даже десятилетия. Третьи полагают, что никакой нужды в компромиссе вообще нет, что за время, оставшееся до 2015-го года, когда международная Генеральная конференция мер и весов примется детально обсуждать ситуацию с килограммом и постарается принять окончательное решение, расхождение в результатах двух экспериментов исчезнет.

Так что, похоже, судьбу килограмма в конце концов ученые решат так же, как в недавнем прошлом решили судьбу Плутона, изъяв его из списка планет – голосованием.

Не забываем поделиться записью!


Дата: 2011-02-02



Яндекс.Метрика