Определение килограмма навсегда изменилось — и что это значит для нас

Эталон килограмма

«Если вы расскажете инопланетянам, что единицы измерения вашей цивилизации зависят от старой железки в музее, вы станете посмешищем Вселенной». Как и было условлено в прошлом году, ученые запускают процедуру отказа от привязки к физическим эталонам для определении единиц измерения. Теперь знаменитый слиток «Le Grand K» в Парижской палате мер и весов, который является эталоном килограмма, не более чем артефакт и памятник науке прошлых лет.

Причины, по которым ученые решили изменить единицы измерения, просты. С 1889-го, времени создания эталона килограмма, мы узнали о законах мироустройства достаточно много, чтобы сделать вывод об уязвимости любых физических объектов. Равно как и измерительных инструментов на их основе – даже микроскопические изменения, от перепадов давления до пятнышка окисла на металле, уже влияют на точность измерения. Нужен новый стандарт, который будет одинаков в любой точке Вселенной, куда сможет добраться человек – пусть и в далеком будущем.

Поэтому вместо привязки килограмма к металлическому эталону ему придумали новое, универсальное определение. Оно основано на постоянной Планка, фундаментальной константе, чья точность и надежность были многократно подтверждены с момента открытия в 1900 году. Труды Эйнштейна и Планка позволили установить связь сначала между энергией и массой, а затем между массой и константой Планка.

Если есть природная связь между массой и постоянной Планка, то килограмм, как единицу массы, можно выразить через эту константу. Загвоздка в деталях – в описании фигурирует число со многими знаками после запятой и сложными степенями, поэтому для бытового использования ученые сейчас разрабатывают более простой вариант. Ну а тем, кому интересно самостоятельно все рассчитать — вот значение постоянной Планка по новым правилам от 20 мая 2019 года: 6,626070150 × 10-34 кг⋅м2/с

Установка NIST-4, с помощью которой проводятся измерения постоянной Планка

Источник