Колькі важыць кілаграм? Навукоўцы даследавалі гэтую, здавалася б, простую праблему сотні гадоў.
У 1795 годзе ў Францыі быў прыняты закон, які вызначаў «грам» як «абсалютную вагу вады ў кубе, аб'ём якога роўны адной сотай метра пры тэмпературы раставання лёду (гэта значыць 0°C)». У 1799 годзе навукоўцы выявілі, што аб'ём вады найбольш стабільны, калі шчыльнасць вады найвышэйшая пры 4°C, таму вызначэнне кілаграма змянілася на «масу 1 кубічнага дэцыметра чыстай вады пры 4°C». У выніку атрымаўся арыгінальны кілаграм з чыстай плаціны, які вызначаецца як роўны яе масе, што называецца архіўным кілаграмам.
Гэты архіўны кілаграм выкарыстоўваўся ў якасці эталона на працягу 90 гадоў. У 1889 годзе Першая Міжнародная канферэнцыя па метралогіі зацвердзіла копію са сплаву плаціны і ірыдыя, найбольш блізкай да архіўнага кілаграма, у якасці міжнароднага арыгінальнага кілаграма. Вага «кілаграма» вызначаецца цыліндрам са сплаву плаціны і ірыдыя (90% плаціны, 10% ірыдыя), які мае вышыню і дыяметр прыблізна 39 мм і ў цяперашні час захоўваецца ў падвале на ўскраіне Парыжа.
Міжнародны арыгінальны кілаграм
З часоў эпохі Асветніцтва супольнасць землеўпарадчыкаў імкнулася да стварэння універсальнай сістэмы землеўпарадкавання. Нягледзячы на тое, што выкарыстанне фізічнага аб'екта ў якасці эталона вымярэнняў з'яўляецца магчымым, паколькі фізічны аб'ект лёгка пашкоджваецца антрапагеннымі або навакольнымі фактарамі, гэта паўплывае на яго стабільнасць, і супольнасць землеўпарадчыкаў заўсёды хацела як мага хутчэй адмовіцца ад гэтага метаду.
Пасля таго, як кілаграм прыняў міжнароднае арыгінальнае вызначэнне кілаграма, узнікае пытанне, якое вельмі хвалюе метралагаў: наколькі стабільнае гэтае вызначэнне? Ці будзе яно зрушвацца з месца з цягам часу?
Варта сказаць, што гэтае пытанне ўзнікала ў самым пачатку вызначэння адзінкі масы кілаграма. Напрыклад, калі кілаграм быў вызначаны ў 1889 годзе, Міжнароднае бюро мер і ваг выпусціла 7 гірак кілаграмаў са сплаву плаціны і ірыдыя, адна з якіх з'яўляецца Міжнародным бюро мер і ваг. Арыгінальны кілаграм выкарыстоўваецца для вызначэння адзінкі масы кілаграма, а астатнія 6 гірак, вырабленых з таго ж матэрыялу і таго ж працэсу, выкарыстоўваюцца ў якасці другасных эталонаў для праверкі наяўнасці зрушэння з цягам часу паміж імі.
Адначасова з развіццём высокадакладных тэхналогій нам таксама патрэбныя больш стабільныя і дакладныя вымярэнні. Таму быў прапанаваны план перавызначэння міжнароднай базавай адзінкі з дапамогай фізічных канстант. Выкарыстанне канстант для вызначэння адзінак вымярэння азначае, што гэтыя вызначэнні будуць адпавядаць патрэбам наступнага пакалення навуковых адкрыццяў.
Згодна з афіцыйнымі дадзенымі Міжнароднага бюро мер і ваг, за 100 гадоў, з 1889 па 2014 год, стабільнасць якасці іншых арыгінальных кілаграмаў і міжнароднага арыгінальнага кілаграма змянілася прыкладна на 50 мікраграмаў. Гэта сведчыць аб наяўнасці праблемы са стабільнасцю фізічнага эталона адзінкі якасці. Нягледзячы на тое, што змяненне ў 50 мікраграмаў гучыць нязначна, яно мае вялікі ўплыў на некаторыя галіны прамысловасці высокага класа.
Калі выкарыстоўваць асноўныя фізічныя канстанты замест фізічнага эталона кілаграма, стабільнасць адзінкі масы не будзе залежаць ад прасторы і часу. Таму ў 2005 годзе Міжнародны камітэт па мерах і вазе распрацаваў праект асновы выкарыстання асноўных фізічных канстант для вызначэння некаторых асноўных адзінак Міжнароднай сістэмы адзінак. Рэкамендуецца выкарыстоўваць пастаянную Планка для вызначэння адзінкі масы кілаграма, і кампетэнтным нацыянальным лабараторыям рэкамендуецца праводзіць адпаведную навукова-даследчыю працу.
Таму на Міжнароднай канферэнцыі па метралогіі 2018 года навукоўцы прагаласавалі за афіцыйнае вывад з эксплуатацыі міжнароднага прататыпа кілаграма і змянілі пастаянную Планка (сімвал h) у якасці новага стандарту, каб перавызначыць «кг».
Час публікацыі: 05 сакавіка 2021 г.