Эталону килограмма 127 лет. Он находится в Парижской палате мер и весов под замком и тремя стеклянными колпаками, между которыми поддерживается технический вакуум. Температура в помещении, где хранится идеальный килограмм, никогда не меняется. Этот платиново-иридиевый цилиндрик размером с мячик для гольфа защищен от грязи, пыли, нагрева и охлаждения, сжатия — словом, всего, что может изменить его массу. Раз в 40 лет его достают и взвешивают, чтобы сравнить с другими нацональными эталонами — но никогда нельзя понять, потерял ли парижский килограмм часть своего вещества или загрязнились другие образцы.
Ученые собираются дать новое определение килограмму
Килограмм – единственная из оставшихся единиц измерения системы СИ, которая до сих пор определяется через материальный прототип, а не через физические константы. Сейчас ученые начинают работать над тем, чтобы выразить единицу массы через универсальные физические константы.
Для современной науки зависимость от этого предмета — большая проблема. Физик Штефан Шламмингер из Национального института стандартов и технологий (NIST) намерен избавиться от этой зависимости и описать килограмм через постоянную Планка, которая описывает связь энергии фотона с его частотой и может быть выражена через массу с помощью знаменитого уравнения Энштейна: E = mc2. Методика рассчета описана в статье, опубликованной в журнале Review of Scientific Instruments.
Схема работы ваттовых весов
Для этого он намерен применить ваттовые весы. Идея не нова: такими весами пытаются определить килограмм с 2014 года. Принцип их действия прост. Масса вычисляется через электроэнергию, которая необходима, чтобы поднять предмет, лежащий на другой чаше весов. Измерения будут производиться в вакууме.
Прежде, чем будет принято новое определение килограмма, множество ученых должны опубликовать результаты своих измерений. Завершиться процесс должен к 2017 году. 2018 году, на Генеральной конференции по весам и мерам все полученные данные будут учтены и использованы для составления нового определения. Тогда эталон килограмма из палаты мер и весов переедет в Лувр и станет просто экспонатом.