Jó hír, fogyókúrázók! A kiló fogy, megváltoztatja az összes tudományt, de sajnos nem tudjuk, miért

Párizs mélyén, egy boltozatban, amely csak három kulcs egyidejű elfordításával nyitható meg, három ember kezében van a nemzetközi prototípus kilogramm - az a kiló, amelyen az összes többi kiló alapul. A kiló az utolsó SI-egység, amelyet még mindig fizikai tárgy, nem pedig állandó jelleg jellemez, de a hét SI-egység közül négyet alapvetően a kilogramm támaszt alá, ami rendkívül fontossá teszi a nemzetközi prototípust ... És mégis aggasztó, hogy a nemzetközi prototípus az fogyás, a tudomány megváltoztatása, ahogyan mi ismerjük, és senki sem tudja, miért.

Az IPK-t kifejezetten 90% platina és 10% irídium ötvözetből készítették az oxidációval szembeni virtuális immunitása miatt, és mivel rendkívül strapabíró. A nemzetközi prototípus egy henger, amely 90% platinát és 10% irídiumot tartalmaz, és a platina hatalmas sűrűsége miatt mindössze 39,17 milliméter (1,54 hüvelyk) széles és magas. Több tucat IPK másolatot készítettek és adtak át más nemzeteknek, hogy tudósaik könnyen hozzáférhessenek a szokásos súlyhoz, és 40 évente ezeket a példányokat Párizsba hozzák és összehasonlítják az eredeti IPK-val, hogy mindenki továbbra is ugyanazon a helyen dolgozzon kiló. Az IPK és 39 másolat 1889-ben készült, és valamilyen ismeretlen okból az IPK súlya azóta eltávolodik a másolatoktól.

A nemzetközi prototípus kilójának és másolatainak sodródó súlya

Furcsa módon azt sem tudni, hogy az IPK könnyebb-e, vagy a nemzeti prototípusok egyre nehezebbek - de akárhogy is, valami miatt ezek a kilók súlyát megváltoztatják, 100 évente körülbelül 50 mikrogrammal. Ez problémát jelent, mert az IPK súlya megvan a kiló. Ha megváltozik az IPK, akkor négy másik SI egység értéke is változik, ami egy csomó tudományt érint. Például a newton meghatározása az az erő, amely egy kilogrammot gyorsít egy másodperc négyzetméterenként, és a newton pedig a pascal, a joule és az amper meghatározására szolgál. Ha a kilogramm változik a súlyban, akkor változik ezen egységek és sok más értéke is.

Van néhány javasolt oka a súlyeltérésnek, de röviden még mindig nem igazán tudjuk, miért. Valószínűleg olyan mikroszkopikus felületi hatásoknak köszönhető, mint például a hidrogén felszívódása, esetleg higany a higany alapú műszerek közelségéből tudományos laboratóriumokban, amikor az IPK-t és annak másolatait lemérik. Néhány furcsább elmélet változást jelenthet a gravitációs állandóban vagy a globális felmelegedésben. Mivel az IPK súlyának olyan messzemenő következményei vannak, a 24. általános súly- és mértékkonferencia egyetértett abban, hogy a kiló fizikai meghatározását vissza kell vonni az állandó jelleg javára, ill. természetes egység - konkrétan Planck állandója.

A NIST wattmérleg-eszköze a kiló újradefiniálásához Planck állandója szempontjából

A Planck-állandó leírja a részecske/hullám (foton) energiája és az általa kibocsátott EM-sugárzás közötti kapcsolatot. A mérő és a második - két másik SI-egység, amelyet a természet állandójai határoznak meg - segítségével a kilót Planck-állandóval lehet meghatározni. Az egyetlen probléma az, hogy valójában nem ismerjük Planck állandóját kellő bizonyossággal ahhoz, hogy ezt egy SI egység alapjául használjuk, és ezért a Súlyok és Mérések Általános Konferenciája úgy döntött, hogy addig tart a kiló újradefiniálásán, amíg meg nem tudjuk Planck állandója kellő bizonyossággal.

Most Patrick Abbott a Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézetnél úgy gondolja, hogy előállt egy módszerrel Planck állandójának megállapítására. Nagyon erős vákuum alkalmazásával, hogy ne legyenek szennyeződések vagy külső hatások a lézeres interferometrián, és egy eszköz, amelyet wattmérlegnek hívnak, Abbott szerint neki és kutatótársainak 2018-ig meg kell tudniuk határozni a kilót a Planck-állandó alapján akkor a végleges fizikai tárgy visszavonásával a párizsi boltozatból biztosak lehetünk abban, hogy az SI-egységek és így a tudomány sem borzongatóan változik az orrunk alatt.

Kutatási link: „A vákuumtechnika fontos szerepe a kilogramm újradefiniálásában” október 28-án, az AVS 60. Nemzetközi Szimpóziumon és Kiállításon