Remăsurarea lumii eseurilor de științe naturale în Forumul Austria
Sistemul internațional de unități este rescris. Kilogramele, Kelvin și Co. ar trebui să fie mai precise.
Luată cu amabilă permisiune de la Wiener Zeitung, 16 noiembrie 2018
Cine poate reuși să își mențină greutatea constantă luni sau chiar ani? Acest lucru nu este posibil nici măcar pentru kilogramul original - acel mic cilindru de platină aflat într-un seif din suburbia pariziană Sèvres, care a jucat un rol puternic influent în lumea unităților de măsură timp de 129 de ani.
Cu toate acestea, în curând veți putea reduce valoarea acestuia la valoarea pură de piață a metalului. La o conferință generală privind greutăți și măsuri, reprezentanți din 60 de țări vor să voteze astăzi, vineri, asupra unui nou sistem de unități. Modificările vor afecta nu numai kilogramul, ci și amperele amperajului, cantitatea de aluniți de substanță și temperatura Kelvin. Cu toate acestea, această redefinire nu va fi vizibilă pe cântarele de cârnați din supermarket sau pe cântarele de corp din propria baie. Nici măcar atunci când ne încărcăm telefonul mobil.
Unitățile fizice indispensabile vieții de zi cu zi ar trebui să fie plasate pe baza cea mai stabilă posibilă - cea a constantelor naturale. Manualele trebuie rescrise. Și întrebările studenților probabil că nu vor mai fi atât de ușor de răspuns în viitor. "Ce este un kilogram?" Ur-Kilo și Paris nu sunt cu siguranță disponibile ca surse de intrare.
Pe de altă parte, se va discuta despre viteza luminii, despre sarcina unui electron și așa-numita cuantă de acțiune a lui Planck - o cantitate din lumea fizicii cuantice care descrie cea mai mică unitate de energie posibilă. Un sat aproape spaniol, departe de lumea ciudatului fizicii. Acolo, însă, va face probabil ca inimile să bată mai repede, deoarece stabilitatea este în cele din urmă asigurată. Kilogram (kg) - masă, metru (m) - lungime, secundă (e) - timp, amper (A) - intensitate curentă, Kelvin (K) - temperatură, mol (mol) - cantitate de substanță, candela (cd) - intensitate luminoasă.
Constantele naturale ca garanți #
Dar cum a fost posibil ca greutatea kilogramului original să se schimbe? Deși este pus în carantină sub mai multe hote de sticlă în Biroul Internațional de Greutăți și Măsuri (BIPM - Bureau International des Poids et Mesures) din Sévres, metalul trebuie curățat din când în când. În ciuda manipulării minuțioase, straturile subțiri de hidrocarburi ar fi depuse la suprafață, explică experții. Incluziunile de gaze din metal, care scapă treptat, pot provoca la rândul lor pierderea în greutate.
Originalul parizian împărtășește această soartă cu multe alte exemplare. Aproximativ 100 de țări au propriul kilogram național - inclusiv Austria. Acesta este stocat în Oficiul Federal pentru Metrologie și Supraveghere din Viena, institutul național de metrologie. Și acolo au existat urme de schimbări semnificative de-a lungul anilor.
Totul a început în 1875 cu convenția internațională de contoare. La 20 mai, 17 state au semnat un tratat - „bazat pe dorința de a asigura unitatea internațională și perfecționarea sistemului metric”. Odată cu contractul de contor, sa decis adoptarea contorului original și a kilogramului inițial ca unitate de măsură. Sistemul internațional de unități IS (Système International d’Unités) a fost introdus în 1960. Începând cu anul 2000, semnarea contractului a fost comemorată anual pe 20 mai, ziua măsurării.
La fiecare patru ani, lumea metrologică se reunește pentru o reuniune globală a familiei pentru a pune barierele pentru anii următori la o conferință generală despre greutăți și măsuri. Toate modificările aduse sistemului de unități trebuie nu numai să fie fundamentate științific, ci și să fie capabile de consens în ceea ce privește politica științifică. Deoarece unitățile în care dorim să măsurăm nu sunt doar elemente ale unui grup științific mic, ci mai degrabă sunt un instrument esențial al oricărei acțiuni și afaceri, conform Physikalisch-Technische Bundesanstalt din Braunschweig. Cerințele și cerințele pentru un nou SI au fost deja formulate în trecut la mai multe conferințe generale.
Pentru a redefini kilogramul pe baza constantelor naturale, au fost utilizate două experimente principale: sfera de siliciu (experimentul Avogadro) și balanța de wați. În viitor, un anumit număr de atomi de siliciu ar putea determina kilogramul. În acest scop sunt utilizate bile din siliciu de înaltă puritate, a căror masă și volum trebuie determinate cât mai precis posibil. Atomii stau în rețeaua de cristal la exact aceeași distanță una de cealaltă. Acest lucru trebuie măsurat pentru a afla câți atomi alcătuiesc un kilogram.
Balanța de wați face posibilă relaționarea kilogramului cu o constantă naturală, și anume constanta Planck h, folosind unități electrice. Această constantă a fost formulată de fizicianul german Max Planck în jurul anului 1900, formează baza fizicii cuantice și este una dintre cele mai importante legi naturale din univers. Aceasta poate fi utilizată pentru a determina câtă forță electrică este necesară pentru a cântări o anumită masă.
"Nu se poate spune care dintre sisteme a furnizat valorile măsurate mai precise până acum", a subliniat Jens Simon de la PTB în Braunschweig joi. Anul trecut, au fost publicate un total de patru valori măsurate din soldurile de wați și patru valori măsurate din diferite sfere de siliciu. "Scopul a fost ca noi să vedem până la a opta poziție în spatele punctului zecimal atunci când măsurăm. Am reușit." Regulamentele prevedeau că constanta Planck h, care va determina kilogramul în viitor, trebuia definită prin două experimente independente.
Ce metodă va înlocui kilogramul inițial va fi decisă la conferință. Simon presupune, totuși, că atât balansul de wați, cât și metoda Avogadro cu sfere de siliciu vor înlocui împreună kilogramul original. Apoi, statele ar putea alege ce metodă să utilizeze pentru a determina greutatea în viitor.
În orice caz, în viața de zi cu zi, schimbările vor trece neobservate. Conform redefinirii, cântarele din supermarket vor cântări fiecare foaie de cârnați în același mod ca înainte. Nici numărul mic de sânge din laboratorul medical și nici mașina mare de măsurare a coordonatelor din industrie nu vor oferi noi valori, asigură PTB. Factura la electricitate nu se va schimba, cel puțin din această cauză. Și, spre regretul utilizatorului, fiecare kilogram de pe cântarul băii rămâne același.
Tot timpul#
Realinierea sistemului de unități IS, care ar trebui să intre în vigoare în cele din urmă pe 20 mai 2019, Ziua Mondială a Metrologiei, înseamnă sfârșitul dependenței de artefacte, subliniază directorul BIPM Martin Milton într-un comentariu. El vorbește despre o etapă istorică pe care lumea metrologică este acum capabilă să o pună în aplicare. Oamenii de știință din întreaga lume vor ști, probabil, să sărbătorească această schimbare fundamentală în lumea fizicii.