З 20 травня вчені більше не будуть вимірювати вагу за допомогою фізичного предмета — циліндра зі сплаву платини та іридію. Його замінили «балансом Кіббла» або ж «вагами Ватта». Утім змін зазнав не лише кілограм.

16 листопада 2018 року учасники 26-ї Генеральної конференції із мір та ваг, яка пройшла у Парижі, прийняли історичне рішення про перевизначення чотирьох зі семи основних одиниць Міжнародної системи одиниць (СІ) — кілограма, ампера, кельвіна і моля.

Чому вчені вирішили змінити взірці одиниць виміру та якими вони будуть з 20 травня?

Кілограм

Раніше одиниця маси, кілограм, була прив’язана до рукотворного артефакту — циліндру зі сплаву платини та іридію, який зберігається у французькому місті Севр. Результати кількох міжнародних звірень національних копій, виготовлених із того ж матеріалу, показали: їхні маси змінюються щодо головного еталона у діапазоні ± 50 мікрограмів за 100 років. Це пов’язано із тим, що попри абсолютно стерильні умови, ідеально точний кілограмовий циліндр однаково припадає пилом і брудом, а його чистка призводить до стирання частинок сплаву.

Наскільки при цьому змінилася маса головного еталона — невідомо, адже його немає з чим порівнювати. Для багатьох типів вимірювань таке відхилення може привести до некоректних результатів.

Тепер за точну вагу кілограма відповідатиме так званий «баланс Кіббла» або «ваги Ватта», які визначають вагу через постійну Планка. У таких вагах еталоном виступає вантаж, який врівноважує силу відштовхування між постійним магнітом і котушкою, якою пропускають струм. Таким чином, масу об’єкта можна знайти шляхом рівності електричної та механічної сил.

Завдяки новим визначенням кілограма кожна країна зможе відтворювати еталон самостійно в будь-який час, не вдаючись до звірки із головним еталоном.

Ампер

Тогорічна конференція також затвердила нове визначення ампера (одиниця виміру сили електричного струму). Старе, затверджене в 1948 році, було засновано на вимірі сили, що діє на паралельні провідники зі струмом. Тепер вчені вирішили зафіксувати не тільки чисельне значення постійної Планка для кілограма, а й чисельне значення електричного заряду — для нового визначення ампера. Тобто нове визначення виражається тільки через одну постійну — заряд електрона.

Кельвін

Одиниця температури — кельвін — до сьогоднішнього дня визначалася як 1/273,16 термодинамічної температури потрійної точки води. Нове визначення Кельвіна засноване на постійній Больцмана, яка тепер точно дорівнює 1,380649 × 10-23 Дж × K-1 (джоулів на кельвін).

Моль

Моль до цього часу був прив’язаний до кількості атомів у 0,012 кілограма стабільного вуглецю-12, тобто був пов’язаний із масою. У новій версії системи СІ він буде визначений через зафіксовану постійну Авогадро, тобто буде дорівнює 6,02214076×1023 частинок.