Závod předefinuje Kilogram

V Paříži, za dveřmi, které vyžadují tři klíče k odemknutí, je nejcennější kus platinové iridy na světě. Pro příležitostného pozorovatele je těžké přidělit peněžní hodnotu paušálu, ale pro skupinu vědců je to prakticky neocenitelná hromada kovu, která dává zlatu za svou hodnotu.

Koneckonců, tato nesmyslná práce dělá neuvěřitelně důležitou práci, že je standardem pro kilogram. Mezinárodní skupina výzkumníků je však těžko připravena předefinovat kilogram a tento ceněný předmět zastarat.

„Artefakt kilogramu je vlastně opravdu úžasná věc,“ říká Alan Steele, hlavní metrolog Národní rady pro výzkum v Kanadě. „Ale není to zásadní, není to základní - je to jen věc, a kdyby se něco stalo s touto věcí, měli bychom problém.“

Steele je součástí skupiny, která se snaží předefinovat kilogram. Jeho váha by se nezměnila - ten blázen stále sedí pěkně asi na 2,2 liber - ale Steele a jeho kolegové si myslí, že je nejvyšší čas na masovou aktualizaci, která je založena na „základní konstantě“ - přirozeném univerzálním vlastnictví, podobném něco jako rychlost světla - místo toho.

Než si myslíte, že křížová výprava kilogramů je prací okrajové skupiny šílených vědců, není to tak. Aktualizace vyžaduje „vědeckou prohlídku“, říká Steele, protože definování jednotky na základě základních konstant vyžaduje tři experimenty ve dvou různých metodách ve více zemích. Je neuvěřitelně těžké dosáhnout shody ve všech třech experimentech v obou systémech. "To jsou jen opravdu krásné experimenty, s velkými, snadno vysvětlitelnými koncepty," říká, "ale člověk je ďábel v detailech."

Zjistit, jak měřit kilogram vyžaduje definování základní konstanty - známé mezi fyziky jako „Planckova konstanta“ - v nejistotě 50 dílů na miliardu. V angličtině? To je hezké, hezké, docela přesné. Některé laboratoře chemie měří toto tím, že vypočítá počet atomů v kilogramové křemíkové kouli. Ale jiní používají fyzikální přístup, používat zařízení volal Kibble rovnováhu, který používá energii a elektrické konstanty provádět měření. Trik spočívá v tom, že přístupy z chemie a fyziky k definování Planckovy konstanty se musí shodovat - a nikdy předtím se nestalo, že by systémy byly ekvivalentní.

Předefinování našich jednotek měření je „událost, která se stane pravděpodobně jednou za život,“ říká Stephan Schlamminger, fyzik z Národního institutu pro standardy a technologie. Jeho tým dostal měření Planckovy konstanty s chybou 34 dílů na miliardu (ve vědě, čím menší je chyba, tím lépe, takže 34 dílů na miliardu je určitě dobrým znamením ve srovnání s odvětvím přijato maximálně 50 dílů na miliardu)). Doposud existuje mezinárodní konsenzus k tomuto číslu a Schlamminger doufá, že se přiblíží k dokonalosti s chybou 20 dílů na miliardu do 1. července 2017, kdy Mezinárodní úřad pro váhy a míry shromáždí všechna měření, která mají být začleněna do systému. mezinárodní průměr. Jakmile se to vše stane, bude konečné číslo projednáno a hlasováno v listopadu 2018.

„Pro koncového uživatele bude přechod bezproblémový; neznáte ten rozdíl, “říká Schlamminger o této změně. Ale pro vědeckou komunitu bude předefinování těchto jednotek neocenitelné, a to, že se tato paušál v Paříži stane symbolem nového chápání základních rozměrů vesmíru - a to je to, co je pro většinu hrudníku naprosto správné.