Колко тежи един килограм? Учените изследват този на пръв поглед прост проблем от 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 на топене на леда (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 определението за килограм се променя на „масата на 1 кубичен дециметър чиста вода при 4°C“. Това води до получаване на оригинален килограм от чиста платина, който се определя като равен на неговата маса, наричана архивен килограм.
Този архивен килограм се използва като еталон в продължение на 90 години. През 1889 г. Първата международна конференция по метрология одобрява реплика от платинено-иридиева сплав, най-близка до архивния килограм, като международен оригинален килограм. Теглото на „килограм“ се определя от цилиндър от платинено-иридиева сплав (90% платина, 10% иридий), който е с височина и диаметър приблизително 39 мм и в момента се съхранява в мазе в покрайнините на Париж.
Международен оригинален килограм
От епохата на Просвещението, геодезическата общност е ангажирана със създаването на универсална система за геодезическо измерване. 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 му ще бъде засегната и общността, занимаваща се с измервания, винаги е искала да се откаже от този метод възможно най-скоро.
След като килограмът приема оригиналното международно определение за килограм, възниква въпрос, който силно тревожи метролозите: колко стабилно е това определение? Ще се отклони ли то с течение на времето?
Трябва да се каже, че този въпрос е повдигнат в началото на дефиницията на единицата за маса килограм. Например, когато килограмът е дефиниран през 1889 г., Международното бюро за мерки и теглилки е произвело 7 килограмови теглилки от платинено-иридиева сплав, едната от които е Международното бюро за мерки и теглилки. Оригиналният килограм се използва за дефиниране на единицата за маса килограм, а останалите 6 теглилки, изработени от същия материал и по същия процес, се използват като вторични еталони за проверка дали има отклонение във времето помежду им.
В същото време, с развитието на високопрецизните технологии, се нуждаем и от по-стабилни и точни измервания. Поради това беше предложен план за предефиниране на международната основна единица с физични 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 другите 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 малка, тя има голямо влияние върху някои индустрии от висок клас.
Ако основните физични константи се използват за заместване на физическия бенчмарк килограм, стабилността на единицата за маса няма да бъде засегната от пространството и времето. Поради това, през 2005 г. Международният комитет по мерки и теглилки изготви рамка за използване на основни физични константи за дефиниране на някои основни единици от Международната система от единици. Препоръчително е константата на Планк да се използва за дефиниране на единицата за маса килограм и компетентните лаборатории на национално ниво се насърчават да извършват свързана научноизследователска работа.
Следователно, на Международната конференция по метрология през 2018 г., учените гласуваха за официалното изваждане от употреба на международния прототип на килограм и промениха константата на Планк (символ h) като нов стандарт, за да предефинират „kg“.
Време на публикуване: 05 март 2021 г.