Този килограм има проблем с отслабването

Преди повече от век в Лондон е изкован малък метален цилиндър и изпратен в листно предградие на Париж. Цилиндърът беше с размерите на солница и изработен от сплав от платина и иридий, усъвършенстван материал по това време.

килограм

Международният прототип на килограма е вътре в три вложени буркани с камбани в Bureau International des Poids et Mesures в Париж. BIPM скрий надпис

Международният прототип на килограма е вътре в три вложени буркани с камбани в Bureau International des Poids et Mesures в Париж.

В Париж учените го полираха и претегляха внимателно, докато не установиха, че е точно един килограм, около 2,2 паунда. След това с международен договор те го обявиха за международен стандарт.

От 1889 г., годината на отваряне на Айфеловата кула, този цилиндър е стандартът, спрямо който се оценява всеки друг килограм на планетата. Но това създава проблеми. Според учените масата на цилиндъра изглежда се променя.

Решението е нов килограм, който се основава на постоянно число вместо на физически обект. За да получат това число, учените трябва да изградят специален вид скала, която измерва килограма, без да го балансира спрямо друга маса. Това беше дълъг, бавен процес, но днес те са близо до предефиниране на килограма веднъж завинаги.

Моля, не кихайте на килограм

В сегашния си вид цялата система за измерване в света се пантира върху цилиндъра. Ако бъде изпуснато, надраскано или обезвредено по друг начин, това би причинило глобален проблем. „Ако някой кихаше по този килограмов стандарт, всички тежести в света веднага биха се объркали“, казва Ричард Щайнер, физик от Националния институт за стандарти и технологии (NIST) в Гейтерсбърг, Мичиган.

Ако някой кихаше по този килограмов стандарт, всички тежести на света веднага биха се объркали.

Поради тази причина официалният килограм се държи заключен в обезопасен трезор в Международното бюро за теглилки и мерки близо до Париж. Учените са толкова параноични, че са го извадили само три пъти: през 1889, 1946 и 1989 г. Всеки път са го сравнявали с набор от копия. През 1889 г. копията и килограмът тежат еднакво, но към 1989 г. те се отдалечават. Въз основа на данните изглежда, че килограмът тежи малко по-малко от копията.

Истинската същност на този проблем е, че е невъзможно да се каже какво се е променило през последните 120 години. Копията може да са станали по-тежки с течение на времето чрез абсорбиране на въздушни молекули. Но е също толкова възможно килограмът да стане по-лек. Периодичните измивания, например, може да са отстранили микроскопични количества метал от повърхността му.

Или може да се случи, че и копията, и килограмът се променят, но с различни темпове. Няма начин да разберем какво се случва, защото масата винаги се калибрира спрямо друга маса, казва Питър Мор, теоретичен физик от NIST, който работи по проблема с килограмите.

Това са лошите новини. Добрата новина е, че промяната е изключително малка, около 50 микрограма (милиардни части от килограм). „Действителните последици за някой, който отива в магазина, ще бъдат незначителни“, казва Мор. Но „за научна работа има значение“.

В търсене на константа

Поради тази причина учените са започнали донкихотски стремеж да предефинират килограма по отношение на фундаментална константа. Константите се използват от физиците за описание на природния свят. И двете са прецизни и неизменни - перфектните инструменти за определяне на стандарти.

Учените вече са използвали константи, за да предефинират други мерни единици, като измервателния уред. Първоначално метърът беше равен на дължината на парче метал, съхраняван до килограма, но през 1983 г. той беше предефиниран, тъй като разстоянието, което светлината изминава във вакуум над 1/299,792,458 от секундата. Тъй като скоростта на светлината е постоянна, тази нова дефиниция означава, че измервателният уред никога няма да се промени.

Поправянето на килограма е по-сложно. Учените биха искали да го изразят чрез фундаментална константа, наречена константа на Планк. Константата на Планк е изчезващо малко число, използвано при атомно-мащабни квантово-механични изчисления.

Физикът Ричард Щайнер регулира баланса на вата. Тази изключително чувствителна везна може да открие промени от десет милиардни части от килограм. Робърт Рей скрий надпис