Tarptautinis kilogramo prototipas (standartas) saugomas Tarptautiniame svorio ir matmenų biure (esančiame Sèvres mieste netoli Paryžiaus) ir yra 39,17 mm skersmens ir aukščio cilindras, pagamintas iš platinos iridžio lydinio (90% platinos, 10% iridžio). Iš pradžių kilogramas buvo apibrėžiamas kaip gryno vandens, esančio 4 ° C, vieno kubinio decimetro (litro) masė ir standartinis atmosferos slėgis jūros lygyje.
Taigi kodėl jis tapo sunkesnis?
- „Salik.biz“
Naudodamiesi unikalia „Theta-sensing“technologija, prof. Peteris Cumpsonas ir dr. Naoko Sano iš Niukaslo universiteto išanalizavo standarto paviršių ir nustatė, kad Tarptautinis prototipas (standartinis) kilogramas kiekybiškai įvertino angliavandenilių užterštumą jo paviršiuje. Jų tyrimai rodo, kad po to, kai standartas buvo įvestas 1875 m., Tarptautinis kilogramo prototipas (standartas) masėje įgavo dešimtis mikrogramų. Bet kadangi tai yra kilogramas, kurį turi atitikti visi pasaulio kilogramai, teorine prasme bent jau visi kilogramai taip pat bus sunkesni.
Nors dešimtimis mikrogramų padidėjęs etaloninis kilogramas gali atrodyti nereikšmingas, Peteris Cumpsonas teigia, kad bet koks neatitikimas tarp Tarptautinio kilogramo prototipo (nuorodos) ir jo replikantų gali būti problemiškas. "Yra atvejų, kai tarptautinė prekyba didelės vertės medžiagomis atliekama atsižvelgiant į kiekvieną paskutinį mikrogramą." Susikaupę angliavandeniliai gali būti pašalinti veikiant ultravioletinių spindulių ir ozono mišiniu.
Padėtį apsunkina tai, kad pasaulyje yra 39 tiksliausios Paryžiuje laikomos etaloninio kilogramo kopijos, kurios vienu metu buvo išsiųstos į įvairias pasaulio šalis palaikyti vieningą matų ir svorių sistemą. Dabar, pasak daugelio mokslininkų, jie pradeda vis labiau skirtis vienas nuo kito dėl klimato ir kitų sąlygų, egzistuojančių skirtingose planetos vietose.
„Pasaulyje įvykusi industrializacija ir šiuolaikinės visuomenės funkcionavimo pobūdis lėmė, kad etaloninio kilogramo paviršius įgijo apnašas papildomų dalelių pavidalu“, - teigia Niukaslo universiteto tyrimų komanda. - Pasaulio standartinei svorio sistemai dabar gresia pavojus sukurti joje chaosą. Mes pasibaisėjome, kai pamatėme, kad gyvsidabrio dalelės susikaupė ant vieno iš 40 JK laikomų referencinių kilogramų paviršiaus “, - sakė projekto vadovas profesorius Peteris Campsonas.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Remiantis leidinio gauta informacija, dabar svarstomas klausimas, kaip atlikti visų „40 etaloninių kilogramų“paviršių specialų „valymą nuo dulkių“, kad jie būtų grąžinti į vieną svorį.
Sausio 24–25 d. Londone vykusioje Karališkosios mokslo draugijos konferencijoje buvęs Tarptautinio svorio ir matmenų biuro (esančio Sèvres mieste netoli Paryžiaus) masinio skyriaus vadovas Richardas Davisas pasiūlė sušvelninti apibrėžimą. Kaip laikiną priemonę prieš iš naujo apibrėždamas „kilogramų masę“, jis pasiūlė užginčytų masių vidurkį. Taigi, jei dviejų skirtingų tipų eksperimentų, nustatant masę, rezultatai ne visai sutampa, jie tiesiog turėtų būti vidurkiai, o gauta vertė turėtų būti paskelbta nauju standartu, cituojamas mokslininko „Nature News“pasiūlymas.
Tačiau šis planas turi daug priešininkų. „Sprendimas tiesiog vidurkinti du nenuoseklius rezultatus būtų visiškai matematiškai teisingas, tačiau tai nėra mokslinis požiūris“, - teigė Mančesterio universiteto fizikas Michaelas Hartas.
Vidutiniai šalininkai mano, kad tai yra kelias į priekį. „Idealiu atveju norime pasiekti tobulą matavimų suartėjimą. Bet jei tai nepadeda, reikia naudotis matematiniu metodu “, - teigė buvęs Tarptautinio svorio ir matavimo biuro direktorius Terry Quinnas. Jis pabrėžia, kad aptariami skirtumai yra per maži, kad praktiškai taikant priemonę kiltų realių problemų.
Šis skirtumas ilgainiui yra rimta problema, nes negalima spręsti, ar kopijos tampa sunkesnės, ar, atvirkščiai, nuoroda yra lengvesnė.
Todėl mokslininkai jau seniai planuoja pakeisti „materialųjį“kilogramo standartą, išreikšdami jį nekintamais fizikos konstantomis, kurios nustatomos dideliu tikslumu ir nesikeičia. Jei tai pavyks, kilogramo masė taps tokia pati nepakitusi kaip Visatos įstatymai.
Mokslininkai, norėdami rasti tikslią kilogramo išraišką, naudoja du metodus: pirmame, kilogramo masė nustatoma naudojant elektrinius ir magnetinius laukus, o antrame - jie bando jį išreikšti Planko konstanta, viena iš pagrindinių kvantinės mechanikos dydžių.
Antrasis metodas apima tiesioginį atomų skaičiaus kristalinėje silicio sferoje perskaičiavimą. Šis rezultatas leidžia iš naujo apibrėžti kilogramą pagal Avogadro konstantą, kuri yra molekulių skaičius viename medžiagos molyje ir, tiesą sakant, susieja elemento atominę masę su makroskopinio kūno mase.
Pastaraisiais metais matavimai abiem būdais buvo atlikti 30 ppb tikslumu - tai yra tiksliausių platinos iridžio cilindro masės matavimų riba. Tačiau abiejų rūšių eksperimentų rezultatai skiriasi 175 milijardais akcijų - tai metodologiniu požiūriu yra daug labiau pagrįsta.
Tai neleidžia oficialiai apibrėžti naujo kilogramo dydžio, nes neatitikimo priežastys yra neaiškios ir jų dar negalima pašalinti. Štai kodėl buvo pateiktas pasiūlymas dėl elementarių dviejų skaičiavimų vidurkio ir tokio matematinio kilogramo apibrėžimo.
Laikui bėgant užduotis iš naujo apibrėžti masės standartą tampa vis aštresnė. „Kuo ilgiau laukiame ir tariamės, tuo didesnis masės pokytis tarp originalaus standarto ir jo kopijų. Tuomet mes niekaip negalėsime susitarti, kokia masė turėtų būti laikoma etalonu. Situacija atrodo beveik beprotiška “, - pripažįsta Quinn.
Iki šiol mokslininkai sutarė, kad silicio atomai yra idealūs projektui dėl savo stabilumo. Standartinėmis sąlygomis jie beveik niekada nėra sunaikinami, o visa žala yra lengvai apskaičiuojama. „Mes norime iš naujo apibrėžti kilogramą pagal atomo masę, norime suskaičiuoti atomus viename kilograme tam tikro kristalo“, - sakė profesorius Peteris Beckeris. „Mes išmatuojame rutulio ir silicio atomo tūrį, o padaliję silicio sferą iš atomo tūrio, gausite atomų skaičių - viskas labai paprasta “. Gaminant standartą dalyvauja daugelio šalių, įskaitant Rusiją, mokslininkai. Silikono sferos gamybai buvo išleista 2 milijonai eurų, ji buvo sukurta beveik 5 metus. Pasak projekto vadovo, fizikai jau apskaičiavo, kiek silicio atomų turėtų būti viename kilograme, ir pradėjo „surinkti“nors šis standartas nebus visiškai tikslus, nes kol kas mokslininkai negali „surinkti“standarto tiesiogine atomų prasme.
Gamybos asociacija „Elektrocheminė gamykla“Zelenogorske, Krasnojarsko krašte, tieks žaliavas, kad sukurtų naują tarptautinį kilogramo standartą - idealų rutulį, pagamintą iš vieno silicio-28 izotopo kristalo, - įmonės „Interfax“sakė įmonės spaudos tarnyba.
Standartas bus pagamintas kaip idealus rutulys iš vieno silicio-28 izotopo kristalo.
Kristalai bus auginami Vokietijos kristalų augimo institute iš polikristalinio silicio, gauto Nižnij Novgorodo aukšto grynumo medžiagų chemijos institute. Pradinė standarto žaliava - silicio tetrafluoridas - buvo tiekiama Zelenogorsko ECP.