Den internationella prototypen (standard) för kilo lagras på International Bureau of Weights and Measures (belägen i Sèvres nära Paris) och är en cylinder med 39,17 mm i diameter och höjd gjord av en platina-iridiumlegering (90% platina, 10% iridium). Ursprungligen definierades ett kilogram som massan av en kubik decimeter (liter) rent vatten vid 4 ° C och standardatmosfäriskt tryck vid havsnivån.
Så varför blev det tyngre?
Med hjälp av den unika Theta-avkänningsteknologin analyserade prof. Peter Cumpson och Dr. Naoko Sano från Newcastle University ytan på standarden och bestämde att den internationella prototypen (Standard) kilogram hade kvantitativt ökat kolväteföroreningar på dess yta. Deras forskning visar att den internationella prototypen (Kilogrammets standard) förmodligen har tagit massor av massor av mikrogram sedan standarden infördes 1875. Men eftersom det här är ett kilogram som alla kilogram i världen måste motsvara, i teoretisk mening kommer åtminstone alla kilogram också att vara tekniskt tyngre.
Även om en ökning av kilogramreferensen med tiotals mikrogram kan tyckas obetydlig, hävdar Peter Cumpson att alla avvikelser mellan den internationella prototypen (referensen) för kilogramet och dess replikanter kan vara problematiska. "Det finns fall av internationell handel med material med högt värde - där varje sista mikrogram måste redovisas." Ackumulerade kolväten kan avlägsnas genom exponering för en blandning av ultravioletta strålar och ozon.
Situationen kompliceras av det faktum att det i världen finns 39 mest exakta kopior av referenskilogrammet lagrade i Paris, som på en gång skickades till olika länder i världen för att upprätthålla ett enhetligt system av åtgärder och vikter. Enligt ett antal forskare börjar de nu skilja sig mer och mer från varandra i vikt på grund av klimatförhållanden och andra förhållanden som finns i olika delar av planeten.
"Industrialiseringen som har ägt rum i världen och arten av det moderna samhällets funktion har lett till det faktum att ytan på referenskolvet förvärvade en plack i form av ytterligare partiklar," säger en forskargrupp från University of Newcastle. - Världsstandardviktssystemet är nu hotat att skapa kaos i det. Vi blev förskräckta när vi såg att kvicksilverpartiklar har samlats på ytan på en av de 40 referenskilogrammen lagrade i Storbritannien, säger projektledare professor Peter Campson.
Kampanjvideo:
Enligt informationen från publikationen diskuteras nu frågan om hur man utför en speciell "rengöring från damm" på ytorna på alla 40 referenskilogram för att återföra dem till en enda vikt.
Vid en konferens i Royal Society of Science i London den 24-25 januari föreslog Richard Davis, tidigare chef för massavdelningen för International Bureau of Weights and Measures (belägen i staden Sèvres nära Paris) att mildra definitionen. Som en tillfällig åtgärd innan han omdefinierade "kilogrammassa" föreslog han i genomsnitt de omtvistade massorna. Så om resultaten från två experiment av olika slag för att bestämma massan inte helt överensstämmer, borde de helt enkelt vara i genomsnitt, och det resulterande värdet bör förklaras till en ny standard, citerar ett förslag från forskaren Nature News.
Men denna plan har många motståndare. "Beslutet att helt enkelt räkna ut två inkonsekventa resultat skulle vara helt matematiskt korrekt, men detta är inte en vetenskaplig strategi," sade Michael Hart, en fysiker vid University of Manchester.
Genomsnittliga förespråkare ser det som en väg framåt.”Helst vill vi uppnå perfekt mätkonvergens. Men om det misslyckas måste du använda en matematisk strategi,”säger Terry Quinn, tidigare chef för International Bureau of Weights and Measures. Han betonar att skillnaderna i fråga är för små för att skapa verkliga problem för den praktiska tillämpningen av åtgärden.
Denna skillnad är ett allvarligt problem på lång sikt, eftersom det inte kan bedömas om kopiorna blir tyngre eller omvänt är referensen lättare.
Därför har forskare sedan länge planerat att byta ut den "materiella" standarden för kilo, uttrycka den i termer av oändliga fysikskonstanter, som bestäms med hög noggrannhet och inte förändras. Om detta lyckas blir kilogrammassan lika oförändrad som universumets lagar.
Forskare använder två tillvägagångssätt för att hitta det exakta uttrycket för kilo: i det första bestäms kilans massa med hjälp av elektriska och magnetiska fält, och i det andra försöker de uttrycka det i termer av Plancks konstant, en av de grundläggande mängderna kvantmekanik.
Den andra metoden innefattar direkt beräkning av antalet atomer i en kristallin kiselsfär. Detta resultat gör det möjligt att omdefiniera kilogramet i termer av Avogadro-konstanten, som är antalet molekyler per mol ämne och faktiskt relaterar atomens massa till ett element till massan i en makroskopisk kropp.
Under senare år har mätningar med båda metoderna genomförts med en noggrannhet av 30 ppb - detta är gränsen för de mest exakta mätningarna av massan hos en platina-iridiumcylinder. Resultaten från de två typerna av experiment varierar dock med 175 miljarder aktier - detta är mycket mer rimligt ur metodisk synvinkel.
Detta tillåter inte officiellt omdefiniera måttet på kilo, eftersom orsakerna till avvikelsen är oklara och ännu inte kan elimineras. Därför lade man fram ett förslag om elementärt medelvärde för två beräkningar och en sådan matematisk omdefinition av kilogram.
Uppgiften att omdefiniera massstandarden blir mer och mer akut med tiden.”Ju längre vi väntar och överlämnar, desto större blir massdrivningen mellan den ursprungliga standarden och dess repliker. Då kommer vi inte alls att kunna komma överens om vilken massa som ska betraktas som en referens. Situationen ser nästan galen ut, medger Quinn.
Hittills har forskare kommit överens om att kiselatomer är idealiska för projektet på grund av deras stabilitet. Under standardförhållanden förstörs de nästan aldrig och alla skador beräknas lätt. "Vi vill omdefiniera ett kilogram baserat på massan hos en atom, vi vill räkna atomerna i ett kilogram av en viss kristall," sade professor Peter Becker. "Vi mäter volymen på en sfär och volymen på en kiselatom, och när du delar kiselsfären med volymen på en atom får du antalet atomer - allt är väldigt enkelt ". Forskare från många länder, inklusive Ryssland, deltar i tillverkningen av standarden. 2 miljoner euro spenderades på tillverkning av en kiselsfär, och den skapades i nästan 5 år. Enligt projektledaren har fysiker redan beräknat hur många kiselatomer som ska vara i en kg och har börjat "monteras"även om denna standard inte kommer att vara helt exakt, eftersom forskare hittills inte kan "sätta ihop" en standard i atomens bokstavliga betydelse.
Produktionsföreningen "Electrochemical Plant" i Zelenogorsk i Krasnoyarsk Territory kommer att leverera råvaror för att skapa en ny internationell standard för kilo - en idealisk boll gjord av en enda kristall av kisel-28-isotop, berättade företagets presstjänst till Interfax.
Standarden kommer att tillverkas i form av en idealisk boll från en enda kristall av kisel-28-isotop.
Kristallen kommer att odlas vid Institute of Crystal Growth Germany från polykristallint kisel erhållet vid Institute of Chemistry of High-Rence Substances i Nizhny Novgorod. Det ursprungliga råmaterialet för standarden - kiseltetrafluorid - levererades av Zelenogorsk ECP.
