Килограмм, ампер, кельвин и моль получили новые, более точные физические определения, выраженные не через объекты реального мира, а через абстрактные математические константы, сообщает Chemistry World.
«Для нас это особенно знаменательный день — все метрологическое сообщество двигалось к этой цели на протяжении последних 30 лет. Теперь мы наконец-то можем заняться другими проблемами и начать новые измерения. Наша следующая цель – дать новое определение секунде, используя атомные часы», — заявил Ян-Теодор Янссен (Jan-Theodoor Janssen), глава Национального метрологического института Британии.
Килограмм оставался одной из немногих фундаментальных единиц системы СИ, которая определялась не через физические константы (скорость света или заряд электрона), а через реальный физический эталон — платиново-иридиевый цилиндр. Его изготовили еще в 1889 году, все это время он хранился в парижском Международном бюро мер и весов (BIPM). Однако, как обнаружили ученые, его масса постепенно уменьшалась.
Поэтому в 2005 году по рекомендации BIPM началась разработка новых определений основных единиц измерения. В 2011 году ученые решили выработать математический эталон массы, базирующийся на постоянной Планка, связывающей энергию частицы с частотой ее колебаний, и на знаменитой формуле Эйнштейна E=mc2.
Для этого комитет потребовал провести три независимых оценки значения постоянной Планка двумя разными методами. Один из этих экспериментов, проходивший в рамках проекта Авогадро при непосредственном участии российских исследователей, завершился в 2010 году, два других – три и два года назад.
Причиной задержки стало то, что результаты всех трех замеров немного, но отличались. Это вызвало споры насчет того, как следует согласовать эти результаты. В конце концов физики, не сумев договориться, заново провели эксперименты, ликвидировали все источники погрешностей и смогли сблизить значения постоянной Планка и добиться требуемой точности – вероятность ошибки составляет всего 12 частей на миллиард.
В середине прошлого года согласование результатов экспериментов завершилось, и вопрос о переопределении понятия «килограмм» вынесли на голосование на встрече научных экспертов BIPM, которая сейчас проходит в Версале. Все 60 участников конференции проголосовали за новое математическое представление о единице массы, а также о трех других эталонах.
Как отметил Янссен, официально платиновая болванка из Палаты мер и весов уйдет на пенсию не сейчас, а 20 мая 2019 года, во Всемирный день метрологии. Аналогичная судьба постигнет и ампер, кельвин и моль. Все они получили новые математические определения, связанные с зарядом электрона, постоянной Больцмана и числом Авогадро.
