1500py470 (1500py470) wrote,
1500py470
1500py470

День Метролога и Магия килограмма

поднимался вопрос об артефакте отлитом в 1880 году из можно сказать алхимического сплава платины с иридием, который хранят с тех пор в особом сейфе, под тремя стеклянными колпаками, лишь изредка доставая его специальными клещами (возможно заговоренными, вероятно без бубна, сейчас скорее всего под видеозапись, кмк фазы луны должны для пущей точности учитывают). ИЧСХ этот эталон до сих пор не обрёл своего описания в строгой научной форме, не связанной с этим древним артефактом! О движении от Магии к Науке о килограмме можно прочитать по ссылке, а в википедии вообще огорчиться от разгула демократии с вариантами нового эталона. О Магии килограмма очень рекомендую прочитать статью Александра Венедюхина, которую ещё раз здесь приведу.


Субботний блик науки № 42
Александр Венедюхин
Магия килограмма

Но с каждым днем терял он вес
И наконец совсем исчез.
Самуил Яковлевич Маршак, Загадки


Абсолютный килограмм Бывает, что показания весов, применяемых при продаже сочных мандаринов, более коррелируют с ловкостью рук оперирующего ими рыночного торговца, чем с реальной массой товара. А может, просто гиря не такая, с дырочкой или покрашена специальной краской. В том смысле, что отличается килограммовая гиря от килограмма, ведь мало ли что с этой гирей приключилось за трудную жизнь в розничной торговле.

А в славном городе Париже хранится гиря волшебная — ее масса всегда составляет один килограмм, ровно один килограмм, при любой точности измерений, при любых физических условиях. Артефакт отлили в 1880 году из почти алхимического сплава платины с иридием и хранят с тех пор в особом сейфе, под тремя стеклянными колпаками, доставая лишь изредка специальными (возможно, заговоренными) клещами. Этот цилиндрик диаметром около 39 миллиметров стал не просто эталоном килограмма, как некоторые думают, он и есть — Килограмм. Ибо определение сей важнейшей единицы гласит: «Килограмм равен массе международного прототипа килограмма.»

В общепринятой (за редкими исключениями) сейчас для измерений Международной системе единиц СИ есть семь (почему семь? Потому что магическое число) базовых единиц: килограмм (масса), метр (длина), секунда (время), ампер (сила электрического тока), моль (количество вещества), кандела (сила света) и кельвин (термодинамическая температура). Все остальное разнообразие базируется на этих семи началах.

И вот настоящая сказка, подразумевающая наличие волшебного артефакта, дающего много власти, теперь связана только с килограммом.

А как еще? Остальные артефакты давно уничтожены варварской рукой современности. Все прочие члены фундаментальной семерки вульгарно выражены через какие-то там «законы природы» и посему уверенно могут быть воспроизведены в любой достаточно оснащенной лаборатории мало-мальски квалифицированным физиком. Например, метр определен как «длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 секунды». От «материального» метра, эталона длины в виде волшебного металлического «рельсика», окончательно отказались в 1983 году. Артефакт длины утратил магическую силу и сдан в музей. Или вот секунда «равна 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133» — звучит загадочно, но померить каждый может, единственного воплощения нет.

А чтобы распоряжаться килограммом, необходимо завладеть самим артефактом, или эталоном, как его для маскировки называют. И уже с ним сравнивать, с ним взвешивать. Так и делается. Все современные «килограммы», будьте уверены, через особую международную систему (утвержденную не одним дипломатическим соглашением) неразрывно связаны с единственным первородным, который не может измениться.

Да. И кто килограммом владеет, тот очень силен, потому как к килограмму прочно привязаны, через свои определения, ампер, моль и кандела — читай: электричество, химия и свет (а что еще нужно практикующему магу?)

И вот с магией желают покончить. Хотят артефакт килограмма уничтожить, лишив волшебной силы, превратив в никчемную бобышку, неизвестно какой массы, содержащую 90 процентов платины и 10 — иридия.

Дело в том, что единственный в своем роде килограмм по нынешним меркам не очень хорош: ведь кто его там знает, что с ним случилось за 125 лет? Поди, он насобирал пыли и стал весить «больше»? А вдруг, его уронили? А если его слишком часто достают для использования и не очень усердно моют? (Для мытья эталона, кстати, предусмотрена особая, непростая сакральная процедура с участием водяного пара.) И вообще (страшно сказать), эталон-то может и пропасть в результате какого-нибудь катаклизма (ну, захватят его злые марсианские орки в плохо сшитых полушубках)! Кто сможет его воспроизвести? Да никто, нет такого волшебника!

В качестве замены важному цилиндру-эталону прочат два «неартефактных» метода. Например, определение килограмма можно привязать к такой мировой константе, определяющей «квантованность» физических процессов, как постоянная Планка (воспользовавшись известными законами соотношения массы и энергии покоя). А можно зафиксировать килограмм через число Авогадро, известное из школьного курса физики как число молекул — или других частиц — в одном моле вещества. Впрочем, правильнее будет говорить, что предлагается «зафиксировать» раз и навсегда не килограмм, а одну из упомянутых величин: либо постоянную Планка, либо число Авогадро. Ведь ни одна из них не известна в «совершенной точности»: разные методы измерения дают разные приближения. Приближения эти зависят от эталона килограмма, в том числе. Ну, рассчитывают их по нему. Зафиксировав же, скажем, некоторое значение постоянной Планка, можно будет рассчитать массу килограмма (именно так, просто «перевернув уравнение»).

Собственно, думают над уничтожением последнего артефакта в системе мер уже лет двадцать пять. Но все эти годы не удавалось достичь в нужных экспериментах требуемой точности, сравнимой с точностью методик калибровки «производных эталонов» килограмма по единственному исходному. Да и сейчас измерять килограмм что по постоянной Планка, что по числу Авогадро удается с точностью почти в десять раз худшей, чем требуемое значение 10−8. Но терпению ответственных за стандартизацию мер и весов специалистов приходит конец, потому как даже принятие текущей точности измерений килограмма, видимо, способно сильно улучшить точность некоторых весьма распространенных измерений прочих величин, важных в «бытовом смысле». Например, отказавшись от «металлического эталона» килограмма, вольты можно будет считать в пятьдесят раз точнее (да, так все между собой хитро связано). И мало того что лишенный материального воплощения килограмм станет доступен всем желающим — каждый сможет его измерить, — за скорейший отказ от платиново-иридиевого цилиндра говорят еще и появляющиеся сразу на горизонте возможности по сведению к «конкретному значению» множества сейчас точно не определенных, но очень важных констант.

И поэтому, лет этак через пять-семь, судя по тенденциям, килограмм будет определен как-то так: «масса тела, энергия покоя которого равна энергии 2,99792458·1035 фотонов с длиной волны в вакууме 662,6069311 нанометров». Такая арифметика.

12.03.2005

Tags: Думы и Думать, Это просто праздник какой-то!
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 3 comments