РИП Килограм, који никада неће бити исти опет

Већина људи зна колико фунта тежи - 16 унци. Световни међу нама знају да је килограм 2,2 килограма или 1000 грама. Али да ли ћемо стварно знате шта ови бројеви значе? Договор о мерним јединицама је много компликованији него што се може чинити, а начин на који се људи слажу око тежина широм света ће се у потпуности променити.

Више од једног века, светски стандард за килограм био је Међународни прототип Килограма, цилиндар од платине и иридијума који је ускладиштен у Међународном бироу за тегове и мере у Француској. БИПМ је међународна организација која помаже у стандардизацији међународне науке и трговине успостављањем стандарда за мјерења о којима се сви можемо сложити. Због тога БИПМ има ИПК: без овог тешког малог цилиндра, свијет не би имао стандардни килограм да би одредио шта килограм тежи. Копије ИПК-а (које се понекад називају "Ле Гранд К") дистрибуиране су широм свијета тако да земље чланице могу одржавати стандард, а сваких 40 година ИПК се мјери како би се осигурало да је још увијек килограм. Недавна мерења су, међутим, показала да се масе ових Кс разликују, што би могло значити хаос у трговини, науци и потенцијално тако осетљивим областима као што је ракета, у којој прорачуни морају бити прецизни.

Овај систем може звучати бизарно и архаично, али постоји добар разлог зашто је свет користио ову референтну тежину толико година: заиста је тешко схватити који килограм је било који други начин. Ево зашто.

Док ми можемо мислити да су различите јединице мерења њихови сопствени природни закони, дефинисани једни према другима - на пример, дан је 24 сата, а сат је 60 минута, а минут је 60 секунди - истина је да јединице Мерење је историјски дефинисано у смислу неког конкретног феномена у свету. У метрологији, студији мерења, ови конкретни феномени познати су као артефакти.

Као што је инжењер за ваздухопловство Мак Фагин описао у цвркуту у четвртак, научници су прошли дугачак пут током година када је у питању откривање начина да се крене изван артефаката како би могли мјерити ствари без потребе да их стављају поред других ствари. На примјер, секунда се мјерила као 1 / 31556925.9747 од времена које је потребно да Земља крене око Сунца. Сада је дефинисано као време које је потребно да електрон у цезијум-133 атому осцилира 9,192,631,770 пута. Ово може звучати непотребно специфично и искрено бизарно, али дефинишући јединицу мере у смислу понашања атома, научници могу са сигурношћу рећи да је секунда секунда, без обзира где се налазите у универзуму - и не да ли имате штоперицу.

Укратко, научници су померили стандардну референтну тачку за мерење људских објеката и на универзалне константе. Све осим килограма.

Новембар је овдје, а то значи да долази велика промјена. А под "масивним", наравно, говорим о редефинисању килограмске масе масе коју је свет градио више од 100 година. Дозволите ми да објасним: пиц.твиттер.цом/ФнОмк4дФТФ

- Мак Фагин (@МакФагин) Новембер 1, 2018

Други, као килограм, метар и четири друге јединице, чине јединице Системе Интернатионал. То су најосновније јединице на којима се заснивају сви остали. Данас се већина СИ јединица може одредити без неке врсте артефакта, али мерење килограма је много теже, јер захтева сложене прорачуне који су сложенији због гравитације. На крају крајева, док често масу и тежину сматрамо истом, нису. Маса, која се мери у килограмима, је количина материје у објекту. Али то је начин на који научници планирају да ИПК застаре.

4 / У подножју ове куле су СИ основне јединице. Само 7 основних јединица СИ дефинише сваку другу јединицу у постојању. Су:

Килограм, кг (маса)

Метар, м (растојање)

Друго, време (време)

Келвин, К (темп)

Ампер, А (електрична струја)

Цандела, цд (интензитет светлости)

Мол, мол (количина) пиц.твиттер.цом/Ке2јС13кЕн

- Мак Фагин (@МакФагин) Новембер 1, 2018

Ово је место где Киббле Баланце долази да нас спаси. Овај уређај, који је у развоју у више лабораторија. Национални институт за стандарде и технологију у САД и Национална физичка лабораторија у Енглеској раде на овом уређају, који ће, надамо се, редефинирати килограм у смислу Планкове константе, број који је кључан за наше разумијевање квантне механике. Укратко, овај уређај не одређује масу мерењем тежине, већ мерењем електромагнетске силе између две плоче. Ох, и све је у вакууму.

Киббле Баланце, једноставно речено, треба да буде у стању да измери масу неког објекта - ИПК, на пример - у смислу електричне енергије. Да бисте добили сву укључену математику, погледајте видео испод. За свакога ко није у гњидама физике, довољно је рећи да би Киббле Баланце требало да помогне научницима да редефинишу килограм.

"Један од кључних разлога за обављање овог посла је обезбјеђење међународне сигурности", рекао је Иан Робинсон, шеф Националне дивизије за физичку лабораторију у Луксембургу. Делано. "Ако је Павиллон де Бретеуил" - где је ИПК похрањен - "сутра изгорео и килограм у његовим трезорима истопљен, ми не бисмо имали никакву референцу за систем метричких тежина на свету. Биће хаоса. Садашња дефиниција килограма је тежина тог цилиндра у Паризу.

И то није довољно добро за међународну науку.