Научно-популярный журнал, издается с 1926 года

Судьба килограмма

Судьба килограмма

Во второй половине января 2011 года Лондонское Королевское Общество организовало конференцию, на которой обсуждался вопрос о замены стандарта килограмма. В настоящее время в качестве такого стандарта используется изготовленный из сплава платины и иридия цилиндрсохраняющийся с 1889 года в специальных условиях в Международном бюро мер и весов в Севре. При этом стандарт килограмма в настоящее время остается единственным из стандартов, который «привязан» к конкретному материальному объекту. Участники конференции обсуждали пути перехода к новому стандарту килограмма. Проблема состоит в том, что, несмотря на все предосторожности, масса хранящегося в Севре цилиндра с течением времени меняется, и причины этих изменений остаются для экспертов неясными. Так, в настоящее время масса цилиндра на целых 50 микрограмм отличается от массы копий, которыми располагают национальные метрологические центры.Как считает Терри Квинн (Terry Quinn), экс-глава Бюро в Севре, изменения массы стандартного килограмма, могут быть связаны с постепенной потерей водорода, попавшего в сплав при изготовлении цилиндра, или – что также вполне возможно – из-за использования наждачной бумаги и полирующих жидкостей при обработке цилиндра в прошлом. Но что происходит на самом деле? Уменьшается масса стандарта или, наоборот, становятся тяжелее национальные копии? Ответить на это вопрос не представляется возможным – поскольку отсутствует тот объект, с которым стандарт можно было бы сравнить (и который при этом был бы заведомо более устойчивым). Мы нуждаемся. Поэтому нам нужно что-то получше. заметил корреспонденту New Scientist Микаэль Сток, физик из севрского Бюро.

Ожидается, что в октябре 2011 года на Генеральной конференции по мерам и весам в Париже стартует процедура изменения в определении килограмма. Если с процедурой переопределения все будут согласны, переход на новый стандарт завершится к 2015 году.

В связи с этим стоит напомнить, что всем известная единица длины «один метр» раньше определялась как часть окружности Земли; в настоящее время ее определяют как расстояние, которое свет проходит за определенный промежуток времени. Точно также и секунда – которую раньше определяли как определенную часть суток – в настоящее время связывается с вполне определенным числом переходов между энергетическими уровнями в атоме цезия.

Один из способов изменить стандарт килограмма – определить его как массу определенного числа атомов Si 28.

Но возможно ли сосчитать атомы кремния? В январском выпуске Phys. Rev. Letters за 2010 год рассказывается о важном для этой проблемы эксперименте по измерению числа атомов в сфере, изготовленной из кремния. Эксперимент провела группа под руководством Питера Бекера (Peter Becker) из Федерального Института физико-технических исследований в Брауншвейге. Прежде всего сферу сканировали лучом лазера, чтобы максимально точно определить ее объем. Затем – уже рентгеноскопическими методами – был определен объем, занимаемый одним атомом. В исследовании предполагалось определить точное число атомов кремния Si 28 в сфере; сделать этого, однако, не удалось из-за присутствия в ней значительного числа атомов других изотопов кремния – Si 20 и Si 30.

Команде Бекера пришлось изготовить новую сферу, в которой практически полностью отсутствовали атомы нежелательных изотопов. В итоге точность измерений удалось довести до 3.0 x 10-8. Бекер рассказал журналу New Scientist, что рассчитывает на совершенствование методики и повышение точности еще в полтора раза… тогда-то, по его словам, и станет возможным переход к определению килограмма как строго определенного числа атомов изотопа кремния Si 28.

Источник: Paul Marks. Atom counting helps kilogram watch its weight.
New Scientist, 25 January 2011

Reset password

Recover your password
A password will be e-mailed to you.
Back to
Закрыть панель