Колко тежи един килограм? Учените са изследвали този на пръв поглед прост проблем в продължение на стотици години.
През 1795 г. Франция обнародва закон, който определя "грам" като "абсолютното тегло на водата в куб, чийто обем е равен на една стотна от метъра при температурата, когато ледът се топи (т.е. 0°C)." През 1799 г. учените откриват, че обемът на водата е най-стабилен, когато плътността на водата е най-висока при 4°C, така че дефиницията на килограма е променена на „масата на 1 кубичен дециметър чиста вода при 4°C ”. Това произвежда оригинален килограм от чиста платина, килограмът се определя като равен на неговата маса, която се нарича архивен килограм.
Този архивен килограм се използва като еталон от 90 години. През 1889 г. Първата международна конференция по метрология одобри реплика от платинено-иридиева сплав, най-близка до архивния килограм, като международен оригинален килограм. Теглото на „килограма“ се определя от цилиндър от платинено-иридиева сплав (90% платина, 10% иридий), който е с приблизително 39 mm височина и диаметър и в момента се съхранява в мазе в покрайнините на Париж.
Международен оригинален килограм
От епохата на Просвещението геодезическата общност се е ангажирала да създаде универсална система за проучване. Въпреки че е осъществим начин да се използва физическият обект като еталон за измерване, тъй като физическият обект лесно се поврежда от причинени от човека или фактори на околната среда, стабилността ще бъде засегната и общността за измерване винаги е искала да изостави този метод веднага колкото е възможно.
След като килограмът приема международната оригинална дефиниция за килограм, има въпрос, който метролозите са много загрижени: колко стабилна е тази дефиниция? Ще се промени ли с времето?
Трябва да се каже, че този въпрос беше повдигнат в началото на дефиницията на единицата маса килограм. Например, когато килограмът е дефиниран през 1889 г., Международното бюро за мерки и теглилки произвежда 7 килограмови теглилки от платинено-иридиева сплав, едната от които е Международната. Оригиналният килограм се използва за определяне на единицата за маса килограм, а останалите 6 теглилки направени от един и същи материал и един и същ процес, се използват като вторични еталони, за да се провери дали има отклонение във времето помежду си.
В същото време с развитието на високопрецизната технология се нуждаем и от по-стабилни и точни измервания. Поради това беше предложен план за предефиниране на международната основна единица с физически константи. Използването на константи за дефиниране на мерни единици означава, че тези дефиниции ще отговорят на нуждите на следващото поколение научни открития.
Според официалните данни на Международното бюро за мерки и теглилки през 100-те години от 1889 до 2014 г. постоянството на качеството на други оригинални килограми и международния оригинален килограм се е променило с около 50 микрограма. Това показва, че има проблем със стабилността на физическия бенчмарк на единицата за качество. Въпреки че промяната от 50 микрограма звучи малко, тя оказва голямо влияние върху някои индустрии от висок клас.
Ако основните физически константи се използват за заместване на физическия еталон за килограм, стабилността на единицата за маса няма да бъде повлияна от пространството и времето. Поради това през 2005 г. Международният комитет за мерки и теглилки изготви рамка за използването на основни физически константи за определяне на някои основни единици от Международната система от единици. Препоръчва се константата на Планк да се използва за определяне на единицата маса килограм, а компетентните лаборатории на национално ниво се насърчават да извършват свързана научноизследователска работа.
Ето защо на Международната конференция по метрология през 2018 г. учените гласуваха официално да извадят от употреба международния прототип на килограм и промениха константата на Планк (символ h) като нов стандарт, за да предефинират „kg“.
Време на публикуване: 5 март 2021 г