Závod predefinovať Kilogram

V Paríži, za dverami trezoru, ktoré si vyžadujú tri kľúče na odomknutie, je najcennejšia kocka platinového irídia na svete. Pre príležitostného pozorovateľa je ťažké priradiť peňažnú hodnotu k paušálu, ale pre skupinu vedcov je to prakticky neoceniteľná hromada kovu, ktorá dáva zlatom beh za jeho hodnotu.

Táto kocka, koniec koncov, robí neuveriteľne dôležitú prácu tým, že je štandardom pre kilogram. Ale medzinárodná skupina výskumníkov je v práci, aby predefinovala kilogram a aby tento cenný predmet zastaral.

„Artefakt kilogramu je vlastne naozaj úžasná vec,“ hovorí Alan Steele, hlavný metrolog na Národnej výskumnej rade Kanady. „Ale nie je to zásadné, nie je to základné - je to len vec, a ak sa niečo stalo s touto vecou, ​​mali by sme problémy.“

Steele je súčasťou skupiny, ktorá je križiacka na predefinovanie kilogramu. Jeho váha by sa nezmenila - ten blázon stále sedí dosť okolo 2,2 libier - ale Steele a jeho kolegovia si myslia, že je najvyšší čas na masovú aktualizáciu, ktorá je založená na „základnej konštante“ - prirodzenom univerzálnom majetku, ktorý je podobný niečo ako rýchlosť svetla - namiesto toho.

Predtým, než si myslíte, že krížová výprava je dielom okrajovej skupiny šialených vedcov, nie je to tak. Aktualizácia si vyžaduje „vedeckú tour de force“, hovorí Steele, pretože definovanie jednotky na základe základných konštánt vyžaduje tri experimenty v dvoch rôznych metódach vo viacerých krajinách. Je neuveriteľne ťažké dosiahnuť konsenzus vo všetkých troch experimentoch v oboch systémoch. "Toto sú len naozaj krásne experimenty, s veľkými, ľahko vysvetľujúcimi pojmami," hovorí, "ale človek, je diabol v detailoch."

Zistenie, ako merať kilogram, vyžaduje definovanie základnej konštanty - známej medzi fyzikmi ako „Planckova konštanta“ - v rámci neistoty 50 dielov na miliardu. V angličtine? To je pekné, pekné, dosť presné. Niektoré chemické laboratóriá to merajú výpočtom počtu atómov v kilogramovej kremíkovej guľke. Ale iní používajú fyzický prístup, používajúc zariadenie nazývané Kibbleova bilancia, ktoré využíva energiu a elektrické konštanty na vykonanie merania. Trik je v tom, že prístupy k chémii a fyzike, ktoré definujú Planckovu konštantu, sa musia zhodovať - ​​a to, že systémy sa nikdy predtým nestretli.

Predefinovanie našich meracích jednotiek je „udalosť, ktorá sa deje pravdepodobne raz za život“, hovorí Stephan Schlamminger, fyzik z Národného inštitútu pre normy a technológie. Jeho tím dostal meranie Planckovej konštanty s chybou 34 dielov na miliardu (vo vede, čím je chyba menšia, tým lepšie je 34 dielov na miliardu, čo je v porovnaní s priemyslom akceptované maximálne 50 dielov na miliardu).). Doposiaľ existuje medzinárodný konsenzus s týmto číslom a Schlamminger dúfa, že sa priblíži k dokonalosti s chybou 20 dielov na miliardu do 1. júla 2017, keď Medzinárodný úrad pre váhy a miery zhromaždí všetky merania, ktoré sa majú začleniť do programu. medzinárodného priemeru. Akonáhle toto všetko nastane, konečné číslo bude prerokované a bude o ňom hlasovať v novembri 2018.

„Pre koncového používateľa bude prechod plynulý; Nepoznáte rozdiel, “hovorí Schlamminger o zmene. Ale pre vedeckú komunitu bude nanovo definovanie týchto jednotiek neoceniteľné, čo zmení tento paušál v Paríži na symbol nového chápania základných meraní vesmíru - a to je to, čo sa najviac chváli, väčšina kusov jednoducho nemá.