Наши основные единицы измерения должны быть пересмотрены

Наконец, в конце 2018 года мы получим столь необходимое обновление наших систем единиц. Согласно ему новое предложениесемь основных единиц измерения будут переопределены с использованием постоянных свойств природы, например скорости света, при отказе от текущих субъективных значений.

Изменение было предложено после проблем с точностью существующей измерительной системы, особенно в значении килограмма. В настоящее время считается, что килограмм составляет 1000 граммов или 2,2 фунта, и его стоимость полностью зависит от международной прототипной килограммы (IPK) или «Le Grand K», которая представляет собой солидный кусок из 90 процентов платины и 10 процентов иридий помещен в стеклянное хранилище во Франции.

Изображение предоставлено: как оборудование

Проблема заключается в том, что, хотя все реплики килограммов зависят от этого фрагмента, оригинал может со временем меняться. В последние десятилетия масса твердого тела немного увеличилась, несмотря на все попытки сохранить его в изоляции, что вызвало гнев ученых, поскольку все его расчеты основаны на килограмме, который остается постоянным.

Таким образом, учитывая эту проблему, Международный комитет по весу и измерениям официально предложил новые определения базовых единиц СИ, которые будут доработаны на 26-й Генеральной конференции по мерам и весам к концу 2018 года.

В дополнение к килограмму, четыре другие единицы измерения получат обновление, а остальные три также немного изменятся с новым предложением.

Международный Килограмм Прототип / Кредиты: Википедия

Этот обзор занял более 50 лет с тех пор, как ученые изо всех сил пытались достичь консенсуса по значению постоянной Планка, которая относится к энергии частицы по сравнению с ее частотой. Значение долго оспаривалось, но в 2014 году исследователи, наконец, сошлись во мнении о значении постоянной Планка, что означает, что пересмотр единиц СИ может, наконец, осуществиться.

Текущий блок, Ампер, также получит обзор. Текущее определение ампер выглядит следующим образом:

«Ампер – это ток, который при протекании через два бесконечно длинных и бесконечно тонких кабеля, расположенных на расстоянии 1 метра друг от друга, создает определенную силу».

Проблема очевидна из утверждения, так как невозможно изготовить бесконечно длинные и тонкие провода, а это означает, что никто не знает, какой должна быть точная величина в 1 ампер. В соответствии с новым предложением, ампера будет определяться на основе количества электрического заряда электрона и протона, который объективно измерим.

Кельвин, в настоящее время определяемый как тройная точка воды; Он будет переопределен путем привязки его к точному значению постоянной Больцмана. Моль также будет переопределен с использованием постоянной Авогадро.

Фото предоставлено: Эмилио Пизанти / Викимедиа

На изображении выше, C – скорость света (которая определяет метр), Cs – сигнал от часов атома цезия (который определяет одну секунду), h – постоянная Планка (которая определяет один килограмм) , NA – постоянная Авогадро (определяющая моль), Kcd – световая эффективность (определяющая свеча, единица интенсивности света), kB – постоянная Больцмана (определяющая Кельвин), а e – элементарный заряд (определяющий ампер) ,

Так как это изменит нашу повседневную жизнь? Если честно, не так много, так как эти изменения очень кропотливы в наших ежедневных процедурах. Но для ученых это большой бизнес и событие «раз в жизни».

Стефан Шламмингер из Национального института стандартов и технологий США сказал в интервью: «В базе есть трещина, и вы не можете построить свое физическое здание на этой базе». Новые блоки будут основаны на современном понимании физики, включая законы квантовой механики Эйнштейна и специальную теорию относительности ».

Баланс ватт, используемый для измерения постоянной Планка по отношению к международному прототипу килограмма. / Кредиты: WikiPedia

Это серьезный пересмотр, поскольку он повысит точность расчетов для исследователей, избегая при этом необходимости переопределять значения в течение длительного времени, пока мы не обнаружим, что постоянные природы, например, скорость света и константы Планка являются переменными.