Человечество прощается с осязаемыми эталонами мер и весов

ОгонёкНаука

Невесомый килограмм

Научная сенсация: килограмм больше не привязан к рукотворному объекту! Во французском Версале представители 60 стран проголосовали за новые определения килограмма, ампера, кельвина и моля. Чем это обернется для человечества, выяснял «Огонек»

Материал подготовил Кирилл Журенков

Фото: AFP

В прессе произошедшее уже окрестили «весомыми переменами»: на 26-й Генеральной конференции по мерам и весам утвердили самую масштабную реформу Международной системы единиц (SI) за последние десятилетия. Судите сами: были даны новые определения амперу, кельвину и молю. Но, пожалуй, наиболее обсуждаемый объект реформы — это килограмм. Он оставался единственной единицей, зависящей от рукотворного объекта,— цилиндра, хранящегося в Международном бюро мер и весов (МБМВ) в Севре (Франция). И вот — настоящая революция. Теперь килограмм будут определять через постоянную Планка, одну из фундаментальных физических констант. Зачем это было нужно?

Килограмм, ранее привязанный к рукотворному цилиндру (на фото), теперь решено связать с постоянной Планка. А ее, в свою очередь, измеряют с помощью сложнейшего устройства — кибблвесов (на фото в заголовке). Фото: Reuters

Сначала немного истории: за единицу массы еще в далеком 1875 году была принята масса Международного прототипа килограмма, то есть того самого севрского цилиндра, выполненного из сплава платины и иридия. Еще несколько лет спустя, в 1889 году, мастера британской фирмы Johnson, Matthey & Co изготовили 42 копии килограмма: все копии были из одной плавки, а их максимальная «подгонка» относительно друг друга стала возможной благодаря особому методу шлифовки. В результате 40 копий распределили между странами, подписавшими так называемую Метрическую конвенцию: Россия, к примеру, получила копии № 12 и № 26, они пережили и революции, и Гражданскую, и мировые войны и хранятся сейчас в лаборатории массы и силы Всероссийского научно-исследовательского института метрологии им. Менделеева (ВНИИМ). Хранение этих копий, считающихся государственным достоянием,— отдельный и увлекательный сюжет: для этого требуется изолированный фундамент массой 750 тонн и так называемая термостабилизация окружающего воздуха от 18 до 22 градусов Цельсия. Более того, рядом с институтом (он в Санкт-Петербурге) проходит метро, так что все метрологические сличения производятся исключительно в ночное время… Не менее строги меры безопасности и за рубежом. Допустим, Международный прототип килограмма (Le Grand K) хранится в сейфе, открыть который могут только три хранителя с тремя отдельными ключами — за 139 лет это происходило считанное число раз. Но даже эта отлаженная система неидеальна: несмотря на многочисленные предосторожности, копии Le Grand K все равно… свою массу меняют!

Во ВНИИМ «Огоньку» пояснили: систематическое изменение массы национальных копий килограмма по отношению к международному прототипу составило от 20 до 50 микрограммов (мкг). Например, российская копия (наш государственный эталон килограмма) «тяжелее» прототипа на 30 мкг. Но самое интригующее: ученые не могут сказать, как изменился сам прототип, ведь его не с чем сравнить! Как не могут определенно установить и причину этих изменений массы: в «подозреваемых» — оседание мельчайших частиц пыли, испарения и даже механическое снятие покрытия во время сличений, когда его берут в руки… Подумаешь: микрограммы! Но ученые предупреждают: проблема серьезна.

— Подобные накапливающиеся изменения массы как самого прототипа килограмма, так и его национальных копий, которые являются эталонами, могут привести к техническому системному кризису, поскольку на килограмм завязаны многие базовые физические величины, например электрические,— говорят во ВНИИМ.

Впрочем, есть еще одна причина тревоги: рукотворный прототип слишком уязвим. А вдруг с ним что-то случится? Вот почему еще в 1970-х научное сообщество решило не рисковать и перешло к экспериментам по определению массы через… атомные или фундаментальные физические константы. Им-то уж точно не мог угрожать никакой пожар! А в 1999-м было окончательно решено: килограмм нужно переопределить через так называемую постоянную Планка (связывает величину энергии кванта электромагнитного излучения с его частотой). Что, впрочем, оказалось непростой задачей: сложность в измерении постоянной Планка именно в ее точности (это 10 в минус 34-й степени Джоуля), а также в том, что для измерения необходимы особые устройства — кибблвесы (они позволяют сравнивать вес объекта с электромагнитными силами и выражать массу через электрические единицы, измеренные на основе макроскопических квантовых эффектов).

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Лучший город Земли Лучший город Земли

Владимир Ефимов: о том, как в Москве развивается предпринимательство

Огонёк
Неофициальные шестидесятые: от СМОГа до «ахматовских сирот» Неофициальные шестидесятые: от СМОГа до «ахматовских сирот»

Неофициальная поэзия 1960-х: поэтические содружества и авторы-одиночки

Полка
«Мы снимаем шляпу перед нашим веществом» «Мы снимаем шляпу перед нашим веществом»

Каким образом из неживой материи однажды появилась живая?

Знание – сила
За что держаться, когда думаешь, что мир рушится: концепция антихрупкости За что держаться, когда думаешь, что мир рушится: концепция антихрупкости

Что такое концепция антихрупкости, которая помогает выстоять?

VOICE
Письмо главного редактора Письмо главного редактора

Я часто думал и думаю о коллекционерах: что они на самом деле собирают?

Правила жизни
Силиконовый остров Силиконовый остров

Как Тайвань стал главной мировой полупроводниковой державой

Деньги
Хороший тон Хороший тон

Как добиться эффекта идеально гладкой сияющей кожи с помощью тональных средств

Лиза
6 фильмов о дружбе, одержимости и соперничестве между женщинами 6 фильмов о дружбе, одержимости и соперничестве между женщинами

Фильмы, где связанные узами женщины переживают кризис идентичности

СНОБ
Берегли вещь для особого случая? Используйте ее прямо сейчас! Берегли вещь для особого случая? Используйте ее прямо сейчас!

Выясняем, почему мы не используем то, что приобрели, и как с этим справиться

Psychologies
Что делать, если посудомоечная машина не сливает воду Что делать, если посудомоечная машина не сливает воду

Случаи, почему течет посудомойка, а также способы, как это исправить

CHIP
Что это такое принцип Парето и как его применять Что это такое принцип Парето и как его применять

Оказывается, что 80% результата можно обеспечить 20% усилий

РБК
Старикам везде у нас почет Старикам везде у нас почет

Самые уважаемые автомобильные марки в современной России

Автопилот
Дух свободы Дух свободы

Подчеркнуто мужское пространство со своей неповторимой атмосферой и харизмой

SALON-Interior
Главная роль Кэтрин Зета-Джонс Главная роль Кэтрин Зета-Джонс

Свою главную и самую сложную роль она играет не на сцене или в кино, а в жизни

Караван историй
Первые роли 10 знаменитых современных актеров Первые роли 10 знаменитых современных актеров

Педро Паскаль, Милош Бикович, Тимати Шаламе и другие в своих первых ролях

Maxim
Александр Коршунов: «Вдохновение должно приходить в назначенное время» Александр Коршунов: «Вдохновение должно приходить в назначенное время»

Режиссер Александр Коршунов — о новом спектакле и театре «Сфера»

Монокль
Парус, лыжи, кошки, спиннинг… Парус, лыжи, кошки, спиннинг…

В кратер вулкана на лыжах и неделя «вне зоны действия сети»

Вокруг света
Авианосцы постройки Италии и Испании. Часть 1: Италия Авианосцы постройки Италии и Испании. Часть 1: Италия

Флагманы итальянского флота — авианосцы «Джузеппе Гарибальди» и «Конте Ди Кавур»

Наука и Техника
Древнейшая овчарка: что нужно знать о породе алабай Древнейшая овчарка: что нужно знать о породе алабай

Что требуется алабаю и какие условия содержания подойдут этой породе?

ТехИнсайдер
Почему не дышит нос? Почему не дышит нос?

Наш нос – сложная система, если в ней произошёл сбой, страдает весь организм

Здоровье
Две стороны советской науки: почему Капицу не пускали в Кембридж, а Ландау арестовали Две стороны советской науки: почему Капицу не пускали в Кембридж, а Ландау арестовали

Как формировалась политика по отношению к науке и ученым в сталинские времена?

Forbes
«Совершенно Невероятное Событие»: женитьба середины XIX века «Совершенно Невероятное Событие»: женитьба середины XIX века

Премьера спектакля Евгения Каменьковича по пьесе Николая Гоголя

Монокль
Сам себе профайлер Сам себе профайлер

Об основных психотипах и о том, как научиться их распознавать

Grazia
Свидетель народа Свидетель народа

Как историк Василий Суриков оказывался всегда современным

Weekend
Хендмейд-косметика Хендмейд-косметика

Так ли безопасна хендмейд-косметика, как может показаться?

Здоровье
Где живет (не)зависимость? Где живет (не)зависимость?

Откуда берутся навязчивые пристрастия, существует ли предрасположенность к ним?

Psychologies
Что такое фаркоп. Нужно ли его регистрировать и как правильно оформить Что такое фаркоп. Нужно ли его регистрировать и как правильно оформить

Все о фаркопе: виды, правила установки, штрафы

РБК
5 книг, запутанный сюжет которых происходит в замкнутом пространстве 5 книг, запутанный сюжет которых происходит в замкнутом пространстве

Произведения, которые заставят вас понервничать

Maxim
Таблица элементов Таблица элементов

Девять перспективных видов аккумуляторов

Цифровой океан
Возделывай свой концлагерь Возделывай свой концлагерь

«Зона интересов»: Джонатан Глейзер о банальности зла

Weekend
Открыть в приложении