На сегодняшний день килограмм – это последняя единица в Международной системе СИ, которая определяется с помощью физического предмета, изготовленного людьми. Эталон килограмма, созданный в 1889 году, хранится в Международном бюро мер и весов около Парижа. Ожидается, что в ноябре 2018 года делегаты Международной генеральной конференции мер и весов отправят «в отставку» эталон 19-го века и заменят его современным высокоточным устройством.
Почему это так важно
Все стандартные единицы, кроме килограмма, Международной системы единиц СИ определяются с помощью фундаментальных физических свойств и законов. Первый эталон килограмма, в виде платиновой гири, был изготовлен еще в 1799 году, но его масса оказалась на 0,028 г больше массы 1 куб. дм воды при 4°С, определенного как стандарт. Существующий современный эталон килограмма был создан в 1889 году в виде цилиндра с высотой и диаметром 39,17 мм из платино-иридиевого сплава (90% платины, 10% иридия). С 19-го века этот эталон хранится в Международном бюро мер и весов около Парижа под тремя герметичными стеклянными колпаками и в публикациях часто фигурирует под названием Le Grand K.
Для охвата всей планеты было изготовлено более 80 официальных копий эталона, которые используются как национальные стандарты килограмма. Раз в 40 лет проводятся процедуры сравнения копий и измерения приносят неутешительные результаты.
Максимальная разница между копиями относительно эталона достигает 50 мкг (микрограмм), что не может не беспокоить ученых.
Очевидно, что в современном высокотехнологичном мире даже такие, казалось бы, минимальные отклонения от эталона могут привести к неприятным, а то и к катастрофическим последствиям. Еще в 199 году Генеральная конференция по мерам и весам рекомендовала всем лабораториям в мире продолжить усилия по выработке способа стандартизации килограмма и установления связи единицы массы с фундаментальными или атомными константами.
Новый стандарт для обеспечения международной безопасности
Да, именно под таким лозунгом работают ученые над новым устройством для определения эталонной единицы массы. Просто представьте себе, что произошла некая катастрофа с реальным предметом Le Grand K – наступает хаос, ведь для обеспечения международного сотрудничества в области космоса, авиации, строительства небоскребов, да во всех областях критично важны единые стандарты измерений.
Уже в этом месяце международное сообщество ученых собирается свергнуть почти 130-летнего «короля килограммов» и заменить его современным высокотехнологичным устройством, известным под названием «баланс Киббла» (Kibble balance). Это устройство названо в честь британского физика и новатора-метролога Брайана Питера Киббла из Национальной физической лаборатории Великобритании (NPL).
И еще про новый стандарт килограмма...