Американският национален институт за стандарти и технологии нарече този петък „повратна точка за човечеството“, въпреки че разликата между този ден и предния ден теоретично не тежи нищо.

килограм

Но докато нещо, което тежи килограм - основната единица маса - е също толкова тежко, колкото и преди, начинът на определяне на този килограм се промени, след гласуване от учени на Генералната конференция за тежести и мерки в Париж.

В продължение на 130 години килограмът се определя като точното тегло на цилиндър от платина-иридий, държан в тройно заключен свод в Париж. Метролозите - експерти в науката за измерване - наричат ​​металната бучка международния прототип Kilogram или IPK. Други го наричат ​​„Le Grand K.“ Това е единственият истински килограм в света, от който зависят всички мерки за маса на Земята.

Но това вече се промени. В петък представители от 60 държави решиха да предефинират килограма, като определиха теглото му по отношение на електрически ток, а не в сравнение с определен обект. Решението означава, че всичките седем базови единици - метър за разстояние, втори за време, килограм за маса, мол за количество вещество, ампер за електрически ток, келвин за температура и кандела за светимост - са сега дефиниран от гледна точка на основни константи, които описват природния свят.

Промяната, която ще влезе в сила през май 2019 г., ще постави завесата върху използването на физически обекти от човешки мащаб за определяне на мерните единици и по този начин ще сложи край на важна ера в историята на науката.

През по-голямата част от човешката история тежестите и мерките са били местен въпрос, често неточен и разнообразен. Килограмът е роден в опит да промени ситуацията в края на 18 век. През 1791 г. Френското национално събрание осъзнава, че трябва да се направи нещо за хаотичното състояние на френските теглилки и мерки. Тяхната цел, изобилстваща от революционна ревност, беше да създадат измервателна система „за всички времена, за всички хора“.

Асамблеята реши, че трябва да се създаде единна, неизменяема система от тегла и мерки - не че неизменността ще бъде същото като простотата. Новата им единица за дължина, метърът, беше зададена на една десетмилионна от разстоянието от Северния полюс до екватора, измерена около полюсите на меридиана, минаващ през Париж. Литърът, на една хилядна от кубичен метър, ще се използва за измерване на капацитета. А килограмът, който би измервал масата, би бил равен на масата на един литър вода.

И така се роди метричната система.

Не че в началото беше широко използван. Повече от три четвърти век изминаха след официалното му приемане във Франция, преди високопоставени лица от 17 държави да подпишат международния договор за метър през 1875 г., като по този начин хармонизират системите за измерване в целия свят. Четиринадесет години по-късно IPK е построен и след това е отнесен в лаборатория в Севр, Франция, където е съхраняван оттогава.

В продължение на 129 години „Le Grand K“ остава референтната точка за измерване на масата по целия свят. Но промяната настъпи.

През 1983 г. измервателният уред е предефиниран като разстоянието, изминато от светлината във вакуум за 1/299 792 458 секунди, и отново е предефиниран през 1997 г. като продължителност от 9 192 631 770 естествени трептения на микровълновото излъчване, освободено от елемента цезий.

И през 1989 г. бяха лесно илюстрирани опасностите от използването на зависими от човека стандарти за измерване, а не тези ултра прецизни математически стандарти. За ужас на метролозите навсякъде беше открито, че IPK е с 50 микрограма по-лек от неговите копия, разпространени по целия свят. Тъй като „Le Grand K“, по дефиниция, е килограм, всяка промяна в неговата маса задължително променя дефиницията. Или „Le Grand K“ е отслабнал, или копията са се трупали върху (микро) килограма.

Въпреки че 50 микрограма може да не звучат много, дори такава малка промяна означава, че теглото вече не е достатъчно точно за напреднали изследвания и технологични приложения. Тогава въпросът беше как да се измисли по-основен - и по този начин по-надежден и точен - начин за определяне на масата на килограм.

Новата дефиниция на килограм ще се основава на три основни константи: скоростта на светлината; естественото микровълново излъчване на цезиевия атом; и константата на Планк, която описва размера на пакетите енергия, които атомите и другите частици използват, за да абсорбират и излъчват енергия.

Текущата килограмова маса упражнява специфично количество сила в земната гравитация - с други думи, тежи нещо. Ревизираната дефиниция замества това познато определяне на механичната сила с електромагнитно измерване, обвързано с константата на Планк и базирано на електрически ток и напрежение. Използвайки инструмент, наречен баланс на Кибъл, след изобретателя му Брайън Кибъл, в бобина се генерира електрически ток, за да се получи магнитно поле, достатъчно силно, за да компенсира маса от един килограм.

„Това предефиниране е важен момент в научния прогрес“, заяви Мартин Милтън от Международното бюро за теглилки и мерки (BIPM) в изявление. „Използването на основните константи, които наблюдаваме в природата като основа за важни понятия, като маса и време, означава, че имаме стабилна основа, от която да развиваме научното си разбиране, да развиваме нови технологии и да се справяме с някои от най-големите предизвикателства на обществото.“

„Днес отбелязва кулминацията на десетилетия работа на изследователи по измерване по целия свят, чието значение е огромно“, каза Бари Инглис, директор на BIPM. „Вече няма да сме обвързани от ограниченията на обектите при нашето измерване на света, но ще имаме универсално достъпни единици, които могат да проправят пътя към още по-голяма точност и дори да ускорят научния напредък.“