Мы буквально на каждом шагу сталкиваемся с различными измерениями, используя для этого базовые единицы – метр, килограмм, секунду, литр, и т.д. Но вы когда-нибудь задумывались, кто решает, каков эталон этих единиц измерения? В разных странах мира для этих целей есть специальные организации, определяющие данные стандарты, и их задача – постоянно убеждаться, что, во-первых, они абсолютно точны, а, во-вторых, работают в современных реалиях жизни.
Долгое время подобный процесс осуществлялся исключительно с помощью физического измерения неких существующих эталонов. Но, на сегодняшний день подобный принцип остался применим только к измерению килограмма – меры веса, для которого до сих пор эталоном служит кусочек металла - цилиндр размером с мячик для гольфа, сделанный из платино-иридиевого сплава, и ласково называемый «Le Grand K» («Большой К»). Ему 128 лет, и он хранится в Парижской палате мер и весов, где его охраняют, как зеницу ока. Находясь в вакууме с постоянно поддерживаемой температурой, под замком и тремя стеклянными колпаками, таким образом ученые пытаются оградить его от влияния окружающей среды.
Ведь, как вы понимаете, он должен быть защищен от грязи, пыли, воздуха, давления и иных факторов, способных изменить его состояние. Загрязненный образец уже не сможет выступать всемирным эталоном, и, в итоге, человечество утратит образец для понимания того, что есть килограмм.
Эта ситуация уже давно беспокоит ученых, понимающих - сегодня они не могут быть уверены, что данный эталон весит столько же, сколько и 128 лет назад, и нужно искать какую-нибудь иную, более независимую константу.
Некоторое время назад ученые решили попытаться применить к методу измерения килограмма другой принцип, который бы предоставил человечеству неизменную, и всегда легко определяемую величину. Но, это оказалось очень непросто.
Один из самых успешных подходов был разработан группой ученых из NIST – института стандартов и технологий США, которые предложили привязать килограмм к так называемой постоянной Планка. Эта константа описывает связь энергии фотона с его частотой и может быть выражена через массу с помощью знаменитого уравнения Энштейна: E = mc2. Для этих целей должны применяться ваттовые весы, на которых в условиях вакуума масса вычисляется через электроэнергию, необходимую для поднятия предмета, лежащего на другой чаше весов.
Свои измерения группа ученых начала еще в 2016 году, и уже сегодня объявила, что одна из групп экспериментов показала положительный результат. Сейчас они ждут результатов других тестов, дабы убедиться в собственной правоте. И если их подход окажется успешным, то в 2018 году на Генеральной конференции по весам и мерам измерение эталонного килограмма во всем мире может быть изменено. А платино-иридиевый цилиндрик перестанет играть роль килограммового стандарта, и приобретет почетное звание музейного экспоната в Лувре.
