Революция в метрической системе: физическому эталону килограмма могут найти замену

На следующей неделе в Версале 26-я Генеральная конференция по вопросам весов и мер (CGPM), состоящая из представителей 60 стран-участниц, как ожидается, проголосует за переосмысление Международной системы единиц (СИ), сообщает ScienceMag.

Все четыре базовые единицы — килограмм, ампер, кельвин и моль будут определяться косвенным образом из физических констант. Они присоединятся к трем другим основным единицам — секунде, метру и канделе (меры яркости света), которые уже определены таким образом.

В результате актуальность потеряет последний физический артефакт, используемый для определения единицы СИ — эталон килограмма Le Grand K.

Этот блестящий цилиндр из платино-иридиевого сплава уже 130 лет служит мировым стандартом массы и хранится во Франции в Международном бюро мер и весов в Севре (пригород Парижа).

Каждые 40 лет его используют, чтобы калибровать аналогичные образцы по всему миру. Однако в 2005 году оказалось, что он потяжелел на 28 микрон. Таким образом, ему нужно было найти более надежную замену, не привязанную к физическим объектам.

Что касается того, как именно будут определять килограмм, то сейчас есть несколько возможных вариантов. Так, по одному из них килограмм предлагают определять как часть постоянной Планка — фундаментальной физической величины, которая отражает квантовую природу Вселенной.

Еще один вариант — рассчитывать килограмм как соответствующую сумму конкретных атомов, например килограммового шара кремния-28. Сторонники этого способа считают, что следует использовать именно кремний из-за его значения для полупроводниковой промышленности.

Если новый стандарт будет принят, то он вступит в силу в мае 2019 года.

Ожидается, что в краткосрочной перспективе мало что изменится. На первых порах весы будут продолжать калибровать по физическим эталонам килограмма, хотя теперь появится еще один фактор контроля.

Что касается Le Grand K, то он потеряет уникальное значение, однако его продолжат хранить и применять как вторичный стандарт массы.

Напомним, в 2017 году Нобелевскую премию по физике получили исследователи, которые внесли решающий вклад в разработку LIGO-детектора, позволяющего наблюдать за гравитационными волнами.