Краят на първоначалния килограм: килограмът се предефинира

Висока почти четири сантиметра и четири сантиметра в диаметър: този малък цилиндър, изработен от платинено-иридиева сплав, е определил какво е килограм от края на 19 век. Той е направен специално за тази цел и оттогава се съхранява в сейф в Международното бюро за теглилки и мерки (BIPM) близо до Париж. Това е оригиналният килограм, който заедно с оригиналния метър е в основата на съвременната метрична система през 1793г.

Оригиналният килограм отслабва

Но опустошението на времето гризе първоначалния килограм: Той е отслабнал, цели петдесет микрограма (µg) - около колкото тежи миглите. Предполага се поради изтичане на газове от метала. Къде е проблема? Кой пропуска пет процента от милиграм?

„Защо баварските месарски магазини питат, откакто се помня, при всяко нарязване:„ Derf’s bit more be? “ Защото те инстинктивно усетиха, че оригиналният килограм вече не тежи килограм. Ето колко справедлива е баварската индустрия за търговия на дребно с хранителни стоки. " Хелмут Шлайх, кабаретен артист

В случай на колбас, малката загуба на маса от първоначалния килограм няма никакво значение. Но кой би искал да знае точно колко тежи атом или електрон? Всеки микрограм има значение.

Проблем с ненадеждна норма

А за метрологията, науката за измерване, има основен проблем, когато оригиналният килограм се промени: Това малко метално тяло трябва да гарантира, че един килограм е еднакъв за всички времена.

"Ако този обект се промени, тогава имаме проблем. И това всъщност се случва. Този обект се променя." Йенс Симон, Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) в Брауншвайг

Естествени константи вместо обекти

Основен проблем, когато обектите трябва да осигурят стандарт. И този проблем ще бъде решен веднъж завинаги от Международната генерална конференция за теглилки и мерки (CGPM), която се провежда във Версай, Франция. Международната система от единици SI (на френски: Système international d'unités), към която се присъединиха сто държави, днес е поставена на нови, неизменни крака: естествените константи трябва да осигурят всички измерения в бъдеще.

Както подсказва името: естествените константи - като скоростта на светлината - са постоянни. Те никога не се променят: светлината винаги е една и съща скорост във вакуум. Първичен метър като артефакт, като пръчка, която "лежи" някъде като еталон, променя дължината си, когато се разширява поради нагряване.

Килограмите ще бъдат предефинирани

И затова първоначалният килограм сега се заменя с естествена константа: например константата на Авогадро. Металният цилиндър вече не е на кантара, а сребриста топка с размер на юмрук, направена от много, много чист силиций. Изследователите преброили от колко силициеви атома се състои топката, която има фиксирано тегло. И това число ще определи колко тежък е един килограм в бъдеще. Копие от силициевата сфера ще дойде в Deutsches Museum в Мюнхен на 20 май 2019 г.

Едно, две, много: Колко силициеви атоми тежат точно 1 кг?

Защо новата дефиниция на килограма идва едва сега? Защото не е толкова лесно да се преброят атомите. Това не работи с броене и подбор на листове, а само обратното: Броят на атомите се изчислява, като се използва обем и тегло:

"Например отивате в склад за бира. Там имате огромен стек каси бира и ако искате да разберете колко кутии има в такъв стек, не броите всички, измервате дължината, ширината и височината на Стек и размера на кутия и разделете това заедно. " Д-р Петер Бекер, бивш служител в PTB Брауншвайг.

Но такава „бирена изба“, пълна с добре подредени щайги за бира, не е лесно да се намери в атомния свят. Оттук и сребристата силициева топка: кристал, в който отделните силициеви атоми са подредени абсолютно редовно, с абсолютно еднакви разстояния един от друг. Само тогава може да се изчисли техният брой. Правенето на този супер чист кристал беше предизвикателството.

В ежедневието всичко е същото

И какво ще се промени при месаря оттук нататък? Нищо. В ежедневието всичко остава същото - килограмът утре пак ще тежи точно един килограм. Това беше предпоставка: трябва да се предефинира само начина на определяне на текущия килограм. Така че в бъдеще вече няма да се налага да хвърляте болните оригинални килограми в кантара.

Други единици също са предефинирани

И не само оригиналният килограм се заменя днес. Други единици като Келвин (температура), ампер (сила на електрическия ток), мол (количество вещество) и кандела (светимост) в бъдеще ще се определят от естествени константи. Секундите и метрите бяха предефинирани отдавна. Сега вторият се определя от определен брой трептения в електронната обвивка на цезиевия атом.

Световен ден на метрологията на 20 май 2019 г. - старт за новите измерения

Новите стандарти за мерните единици трябва да влязат в сила на 20 май 2019 г., Световния ден на метрологията: Точно 144 години след присъединяването на първите 17 държави към Конвенцията за измервателните уреди. По това време, след Френската революция, новата метрична система замени старите мерки като лакти и сажди и създаде оригиналния килограм.

Вашият браузър не поддържа това съдържание.