Aceste constante care dau măsurarea CNRS Le journal
Ești aici
De la sistemul regal la mecanica cuantică
Unități născute din constante
Redefinirea celor șapte unități de bază (metru, kilogram, al doilea, amper, kelvin, mol și candela) se va baza, așadar, pe o formulare constantă explicită, adică o definiție în care unitatea este definită indirect, dând o valoare exactă la o constantă fundamentală recunoscută. „Definim ca o constantă fundamentală a unei teorii fizice orice parametru a cărui valoare nu o poate prezice această teorie”, precizează Jean-Philippe Uzan2. Prin urmare, această valoare poate fi obținută doar empiric, prin măsurare. Progresele în instrumentare au făcut deja posibilă măsurarea suficient de precisă pentru a se putea stabili în mod convențional valori exacte pentru unele dintre ele. Deci după valoarea lui vs., viteza luminii, fixată din 1983, este rândul h, Constanta lui Planck, de e, sarcina electrică a electronului, k, Constanta lui Boltzman și n/A, Constanta lui Avogadro, care va fi acum gravată în tabelele IS.
Conferința generală a greutăților și măsurilor (CGPM) a furnizat astfel o foaie de parcurs foarte detaliată cu privire la modul în care diferitele constante fundamentale implicate în noul SI ar trebui re-măsurate, înainte de a-și stabili definitiv valorile numerice. De exemplu, pentru constanta lui Planck, CGPM a necesitat două metode independente, fiecare implementată în mai multe laboratoare de metrologie din întreaga lume. Primul se bazează pe un echilibru Kibble (cunoscut și sub denumirea de „echilibru de wați”), care echilibrează masele cu forțe electromagnetice. Al doilea este să numărați atomii unei sfere de siliciu de 10 centimetri în diametru pentru a defini constanta Avogadro, apoi să obțineți o valoare pentru constanta Planck folosind alte constante fundamentale cunoscute.
Din nou, discuțiile au fost tensionate. „Cele două metode nu dau exact același rezultat. Dintr-o dată, unii ar fi preferat să amâne puțin termenul pentru a adopta noul sistem ”, notează Christian Bordé, președintele Comitetului de Știință și Metrologie al Academiei de Științe. Cu toate acestea, „diferitele măsurători se încadrează în marjele de eroare stabilite de Comitetul consultativ pentru mase și cantități asociate”, specifică François Nez, de la Kastler-Brossel Laboratory (LKB) 3 și membru al Comitetului de date pentru știință și tehnologie ( Codata). Un mod de a spune că trebuie să ajungem să decidem.
Pentru a consemna, o echipă franceză de la Laboratorul Comun de Metrologie LNE-Cnam a oferit valoarea constantei lui Boltzmann (k) cu cea mai mică incertitudine relativă, 0,57x10 -6, mai mică cu un factor de trei decât starea din stadiul tehnicii. Astfel încât valoarea obținută de fizicienii francezi va contribui cu 55% din valoarea k, care în cele din urmă va fi pus în piatră. În plus, Franța contribuie la valoarea h datorită bilanțului Kibble al Laboratorului Național de Metrologie și Testare (LNE) din Trappes (Yvelines) și măsurării altor constante fundamentale la LKB.
Tocmai, aceste ajustări fine sunt opera lui Codata, responsabilă de menținerea la zi a listei și a valorii constantelor fundamentale ale fizicii încă din 1966. "Sarcina noastră constă în efectuarea sintezei diferitelor măsurători considerate valide pentru a determina fundamentala constante. Valorile lor cele mai probabile sunt obținute printr-o ajustare de tip „cel mai mic pătrat” din toate măsurătorile și relațiile fizice care leagă aceste constante. Acest lucru asigură coerența întregului ”, explică François Nez. Coerența pe care Comitetul Internațional pentru Măsuri și Măsuri a considerat-o suficientă la sfârșitul anului 2017 la cea de-a 106-a sesiune, menționând că au fost îndeplinite condițiile stabilite pentru revizuirea SI, ceea ce a pregătit calea pentru adoptarea noului sistem de către CGPM programată pentru noiembrie.