Материального килограмма больше не существует

Начиная с 20 мая, ученые больше не будут измерять вес с помощью физического предмета — цилиндра из сплава платины и иридия. Эталон заменили «весами Киббл» или «весами Ватта». Изменения в физическом измерении претерпел не только килограмм. Участники 26-й Генеральной конференции по мерам и весам, проходившей в ноябре прошлого года в столице Франции, Париже, приняли решение о переопределении четырех из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ). Таким образом, изменения претерпели килограмм, ампер, кельвин и моль.

До сих пор единица массы — килограмм — была привязана к рукотворному артефакту — цилиндру из сплава платины и иридия, который хранится во французском городе Севр. Результаты нескольких международных сличений национальных копий, изготовленных из того же материала, показали, что их массы меняются относительно главного эталона в диапазоне + 50 микрограммов за 100 лет.

Отныне утверждено новое определение килограмма, основанное на постоянной Планка. Установка, с помощью которой можно реализовать новый эталон массы, называется «весы Киббл». В таких весах эталоном выступает груз, который уравновешивает силу отталкивания между постоянным магнитом и катушкой, по которой пропускают ток. Таким образом, массу объекта можно найти за счет равенства электрической и механической сил.

Благодаря новым определениям килограмма, каждая страна сможет воспроизводить эталонную установку самостоятельно в любое время, не прибегая к сверке с главным эталоном.

Конференция также утвердила новое определение ампера. Прежнее определение, утвержденное в 1948 году, было основано на измерении силы, действующей на параллельные проводники с током. Теперь ученые решили зафиксировать не только численное значение постоянной Планка для килограмма, но и численное значение электрического заряда — для нового определения ампера.

Единица температуры — кельвин — до сегодняшнего дня определялась как 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. Новое определение Кельвина основано на постоянной Больцмана, которая теперь точно равна 1,380649 х 10-23 Дж х K-1 (джоулей на кельвин).

Моль до сих пор был привязан к числу атомов в 0,012 килограмма стабильного углерода-12, то есть был связан с массой. В новой версии системы СИ он будет определен через зафиксированную постоянную Авогадро, то есть будет равен 6,02214076 х 1023 частиц.