130 metų po to, kai buvo sukurtas Tarptautinis kilogramo prototipas, šis standartinis matavimo vienetas pagaliau bus nustumtas į šalį. Žinoma, tai nereiškia, kad nebeturėsime vieno iš svarbiausių matavimo vienetų – tiesiog nuo šiandien įsigalioja naujasis kilogramo apibrėžimas, kuris bus daug tikslesnis nei tas, kurį turėjome iki šiol.
Tarptautinėje svorių ir matų konferencijoje, vykusioje praėjusių metų pabaigoje, buvo vienbalsiai nutarta, kad kilogramas turi būti apibrėžtas iš naujo – ir šiandien tai tampa realybe. Nors daugelis žmonių kiekvieną dieną tikrai nesusimąsto apie metrologiją – mokslą apie matavimus – tačiau tai yra gana didelė mūsų kasdienio gyvenimo dalis. Pagal SI sistemą – tarptautinę matavimo vienetų sistemą – mes apskaičiuojame viską aplink mus: koks atstumas yra nuo namų iki autobusų stotelės, kiek obuolių pirksime parduotuvėje ir t.t.
Svarbu mokslininkams
Nors kartais mes patys galime nepastebėti tam tikrų matavimo netikslumų, mokslininkams tai yra itin svarbu. Norint gerai atlikti skaičiavimus ar stebėjimus, matavimai turi būti itin tikslūs, pastovūs, paremti mūsų Visatos dėsniais, tačiau iš septynių SI sistemos vienetų, net keturi – amperas, kelvinas, molis ir kilogramas, kol kas nėra pagrįsti fizikos dėsniais.
„Mes norime, kad visi vienetai būtų paremti fizikos dėsniais vien dėl to, kad ateityje jie nekis, bus stabilūs ir pagal juos galėsime matuoti bet ką, bet kur“, – sako Tarptautinio svorio ir matų biuro direktorius Terris Quinnas.
Štai metras yra apibrėžiamas pagal tai, kokį atstumą šviesą nukeliauja vakuume per 1/299792458 sekundės. Tuo tarpu sekundė yra apibrėžiama pagal tai, per kiek laiko cezio atomas suvirpa 9 129 631 770 kartus. Na, o kilogramas kol kas yra apibrėžiamas pagal... kilogramą.
Tarptautinį kilogramo prototipas buvo ukurtas 1889 metais. Jis yra pagamintas iš 90 proc. platinos ir 10 proc. iridžio. Šis prototipas yra saugomas svorio ir matų biure Prancūzijoje. Kilogramas yra vienintelis vienetas SI sistemoje, kuris iki šiol yra apibrėžiamas pagal fizinį objektą.
Yra sukurta ir šio prototipo kopijų, kurios kas kurį laiką siunčiamos atgal į Prancūziją, kur jų svoris lyginamas su Tarptautinio prototipo svoriu. Na, o čia ir prasideda įdomumas - mokslininkai pastebėjo, kad šiu kopijų masė tampa mažesnė už prototipo, uždaryto saugykloje. Niekas nežino ar kopijos netenka masės, ar vis dėl to prototipas ją įgauna. Nei vienas iš šių scenarijų nėra palankus mokslininkams, net jei tie netikslumai yra vos keli mikrogramai.
Pagal fizikos dėsnius
Metrologai apie tai, kad reikia naujo kilogramo standarto, kalbėjo jau seniai – na o dabar jie jau yra pasirengę apibrėžti šį matavimo vienetą pagal Planko konstantą – energijos ir fotono dažnio santykį, kuris buvo labai tiksliai apskaičiuotas tik praėjusiais metais.
„Tik dabar galėjome apibrėžti kilogramą pagal fizikos dėsnius – Planko konstantą“, – teigia T.Quinnas. „Kadangi šios konstantos vienetai yra kgm2s-1, pirmiausia turime apsibrėžti kas yra metras (pagal šviesos greitį) ir kas yra sekundė (pagal cezio atomą atominiame laikrodyje)“, – pridėjo jis.
Kaip pažymėjo direktorius, vieni SI sistemos vienetai gali remtis kitais tos pačios sistemos vienetais, todėl kandela, amperas ir molis bus apibrėžti iš naujo, pagal naująjį kilogramą.
„Naujas apibrėžimas leis daug geriau suprasti ir kitus vienetus. Be to, naujasis kilogramas leis viską apskaičiuoti daug tiksliau, todėl kiekvienas mokslininkų atliktas skaičiavimas bus žymiai tikslesnis“, – sakė svorio ir matų biuro direktorius.
Žinoma, kyla klausimas, ką daryti su Tarptautiniu kilogramu prototipu, kuris tarnavo mums tokį ilgą laiką. Mokslininkai atsako, kad jis ir toliau bus laikomas toje pačioje vietoje, tokiomis pačiomis sąlygomis – po dvejais stikliniais dangčiais, saugykloje. Tačiau yra planų ateityje šį kilogramą ištirti ir palyginti jį su naujuoju kilogramu – o tai leistų sužinoti ar prototipas prarasdavo, ar gaudavo masės.
Parengta pagal „Science Alert“
