метричната

Най-съвършеното тегло в света вече не е толкова перфектно. И това изплаши учените.

Скрит в свод извън Париж, запечатан под вакуум под три буркана, седи метален цилиндър с размер на длан, известен като Международен прототип на килограм, или „Le Grand K.“ Изкован през 1879 г. от сплав от платина и иридий, той е приветстван като „идеалният“ килограм - златният стандарт, по който ще се оценяват други килограми.

Въпреки че е може би най-известното тегло в света, Le Grand K не излиза много. Тъй като въглеводородите на върха на пръстите или влагата във въздуха могат да замърсят девствената му повърхност, той остава недокоснат в продължение на десетилетия под тройно заключване в Международното бюро за теглилки и мерки. На всеки 40 години обаче се появява. Теглото се пренася от камерата, измива се с алкохол, полира се и се претегля срещу 80 официални копия, доставени ръчно от лаборатории по целия свят. Днес, когато учените трябва да проверят, че нещо е точно един килограм, те се обръщат към една от тези копия, над която Le Grand K царува.

Тази система звучи абсурдно, но не много отдавна много единици разчитаха на подобни методи. Килограмът е само един от седемте стандарти за измерване, установени от Френската академия на науките през 1791 г., всички базирани на физически прототипи. Тези критерии се уловиха в целия свят, защото стандартизацията беше крайно необходима. По това време само във Франция съществуват около 250 000 различни мерни единици и мерки, което означава, че единствената константа е пълният хаос.

Проблем с теглото

Въпреки че базирането на измерванията върху осезаеми еталони беше подобрение, използването на физически стандарти не беше без недостатъци. Първо, те имат неприятен навик да се променят. В случая на Le Grand K той отслабва. При последното му претегляне през 1988 г. е установено, че е 0,05 милиграма - около теглото на зърно пясък - по-лек от неговите подлежащи копия. Експертите не са сигурни къде е отишло това тегло, но някои смятат, че с репликите се работи по-често, което може леко да добави тежест. Други постулират, че сплавта на Le Grand K е „газообразна“, което означава, че въздухът постепенно излиза от метала.

Каквато и да е причината за постепенното изгубване на Le Grand K, учените се борят за по-надежден стандарт. Някои твърдят, че това е отдавна закъсняло, тъй като всички останали мерни единици вече са дефинирани от основни константи на природата, които могат да бъдат възпроизведени навсякъде по всяко време (при условие, че имате някакво сложно лабораторно оборудване). Например, измервателният уред например се определяше от метален прът, съхраняван до Le Grand K. Но през 1983 г. той беше предефиниран, тъй като светлината от разстояние преминава във вакуум за 1/299,792,458 от секундата.

Стандартизирането на килограма обаче е по-сложно. Австралийски учени полират еднокилограмова сфера силиций, надявайки се, че ще успеят да преброят броя на атомите, които тя съдържа, за да създадат по-точен стандарт. Американски физици от Националния институт за стандарти и технологии (NIST) се опитват да предефинират килограм по отношение на количеството напрежение, необходимо за левитация на тегло. Но засега нито един от подходите не може да се справи с точността на Le Grand K.

Защо трябва да ни интересува дали един килограм в трезора е „перфектен“ или не? Защото е лоша новина, когато стандартът ви вече не е стандартизиран. Въпреки че никой не се притеснява дали един килограм ябълки е по-лек или по-тежък на щанда с продукти, малко несъответствие може да се превърне в гигантско, ако имате работа, да речем, с цял цистерна пшеница. Килограмът се използва и като градивен елемент при други измервания. Джаулът, например, е количеството енергия, необходимо за преместване на един килограм тегло с един метър. Кандела, мярка за яркостта на светлината, се измерва в джаули в секунда.

Тези връзки означават, че ако килограмът е с недостатък, също и джаулът и кандела, които в крайна сметка могат да създадат проблеми в редица индустрии, особено в технологиите. Тъй като микрочиповете обработват повече информация с по-висока скорост, дори малки отклонения ще доведат до катастрофи. Ненадеждността на Le Grand K „ще започне да се забелязва през следващото десетилетие или две в електронната индустрия“, предупреждава физикът от NIST Ричард Щайнер. Ако следващият ви смартфон е бъги, ще знаете коя метална част да обвините.

Така че учените продължават да гонят перфектния килограм. „Може би всички сме търсили твърде високотехнологичен отговор“, казва Стюарт Дейвидсън от Националната физическа лаборатория на Англия. „Може да има нещо наистина очевидно там, което сме пропуснали.“ Уебсайтът на NPL насърчава другите да го опитат: Моля, по-добри идеи за пощенска картичка. Дотогава Le Grand K ще остане крал - освен истинското съвършенство, но колкото се може по-съвършен.