rusvoy (rusvoy) wrote,
rusvoy
rusvoy

ПЕРЕОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕРЫ

16 ноября 2018 года на 26-й Генеральной конференции по мерам и весам (ГКМВ) в Версале окрестностях-Парижа путем голосования принято историческое решение об изменении определений четырех из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ) — килограмма, ампера, кельвина и моля. Но на практике это решение вступит в силу 20 мая 2019 года, во Всемирный день метрологии.

Таким образом килограмм был "отвязан" от рукотворного артефакта-эталона (цилиндра из платино-иридиевого сплава ), и теперь определяется через постоянную Планка.
С этого момента все единицы системы "СИ" привязаны к абстрактным математическм константам и/или к фундаментальным физическим константам, как это и было ранее определено Международным комитетом мер и весов (МКМВ) в 2005 году, после того как было обнаружено, что международный эталон килограмма с течением времени дает отличия в массе.
А в 2011 году 24-я ГКМВ пришла к соглашению, что килограмм должен быть переопределен на основе постоянной Планка.

Для этого установили провести оценку значения постоянной Планка тремя разными независимыми колективами ученых двумя разными экспериметальными методами с высокой точностью.

Один из методов реализовали специалисты Национального института стандартов и технологий (NIST, США) которые решили использовать для уточнения постоянной Планка весы Киббла. Их конструкция была разработана Брайаном Кибблом, специалистом Национальной физической лаборатории Великобритании, еще в 1975 году. В таких весах поддон, на который устанавливается эталон, прикреплен к катушке, расположенной между двумя сильными постоянными магнитами. Подавая ток на катушку, ученые создают магнитное поле, которое при определенной силе тока уравновешивает силу тяжести, действующую на груз. Поскольку масса эталона и величина подаваемого на катушку тока известны, с помощью уравнения ватт-баланса можно вычислить постоянную Планка с высокой точностью.
А в итоге, определение килограмма увязано с количеством электромагнитной энергии, необходимой для того, чтобы уравновесить объект соответствующей массы. Эталонную гирю заменят электрический ток и напряжение, пропорциональное силе создаваемого ей гравитационного поля.

Подробнее об этом методе показано в данном видеоролике:


Второй подход разработали в Национальном метрологическом институте Германии с участием российских исследователей, который завершился в 2010 году.
Там создали практически идеально гладкие сферы из монокристала изотопа кремния28 (28SI) диаметром около 93,5 миллиметра с шероховатостью, не превышающей трех десятых нанометра, и отклонениями от сферической формы до нескольких десятков нанометров. Кремний был выбран из-за того, что благодаря развитой полупроводниковой промышленности существуют методы получения кремниевых объектов практически идеального строения.
Поскольку сферу можно считать практически идеальной с точки зрения кристаллического строения и состава, а ее масса равна массе эталона килограмма, то, точно измерив ее размер, период кристаллической решетки и плотность упаковки атомов, ученые могут узнать количество атомов в ней. Исходя из этого можно получить число Авогадро, а затем постоянную Планка.

Подробнее об этом методе показано в данном видеоролике:


Из двух методов был выбран метод весов Киббла, тк с кремниевой сферой возникли сложности, напоминающие сложности нынешнего эталона - со временем сфера теряет часть своих атомов и кроме того, на ней образуется пленка оксида кремния.
Но тем не менее 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, смогли сблизить значения постоянной Планка и добиться требуемой точности — вероятность ошибки составляет всего 12 частей на миллиард.
В дальнейшем же всё будет определятся изготовлением всё более точных и точных весов Киббла, с помощью которых можно будет ещё более точно определить постоянную Планка.
Поэтому в итоге приняли решение голосованием о переопределении меры килограмма и ещё трех величин Международной системы единиц"СИ".

P. S. Необходимое дополнение:
В России введение метрической системы связано с именем Дмитрия Ивановича Менделеева, создавшего в 1893 году Главную палату мер и весов и вообще немало сделавшего для развития метрологии. Свой интерес к точным измерениям он объяснял так: "Наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры".
А в данном событии и выборе метода весов Киббла на котором остановились ученые с мировозренческой точки зрения интересно то, что энергия как мера перехода и взаимодействия материи из одной формы в другую в виде электромагнитной энергии теперь применяется для определения меры килограмма. Т.е. электроэнергия уравновешивает (определяет) килограмм, в отличие от прежнего килограмма в виде "инварианта" металлического цилиндра.

И это является показателем того, что многие современные гуманитарные науки без системы измерений - метрологически несостоятельны, а потому перманентно генерируют кризисы в различных сферах деятельности. И в особенности такая социально значимая "наука" как экономика, где нет адекватного выражения стоимости денег, через которые можно точно выразить соотношение товаров и услуг. Хотя импирически уже ясно, что в наше время в отличие от прошлых веков практически все товары и услуги теперь производятся так же с участием электроэнергии.
Поэтому электроэнергия и есть инвариант прейскуранта всех товаров и услуг. А значит адекватно стоимость денег возможно точно выразить через электроэнергию, а не через металл в виде золота, как это было прежде! Необходимо только понимание и воля для достижения согласия людей при принятии такого метода определения стоимости денег, как это произошло с переопределением мер международных систем единиц (СИ).
Tags: инвариант прейскуранта, килограмм, мера
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments