Учёные готовят фундаментальное обновление единиц измерения

58 сообщений в этой теме

Рекомендуемые сообщения

Статья в тему, полностью по ссылке
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434645/Poslednim_sdalsya_kilogramm

Цитата

Алексей Понятов,
кандидат физико-математических наук
«Наука и жизнь» №3, 2019

16 ноября 2018 года в Париже завершилась длившаяся несколько десятилетий революция в метрологии. Последняя из основных единиц системы СИ — килограмм — лишилась своего материального воплощения. Теперь килограмм будет определяться не платиново-иридиевой «гирькой», а сверхточным значением фундаментальной постоянной Планка и сложным измерительным устройством, известным как весы Киббла. О хронике революции и о том, как теперь взвесить килограмм, наш рассказ.

 

Поделиться этим сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

https://www.gost.ru//newsRST/redirect/news/1/5941

Цитата

РОССИЙСКИЕ УЧЕНЫЕ ГОТОВЯТСЯ К ОКОНЧАТЕЛЬНОМУ ПЕРЕХОДУ НА НОВУЮ SI
Дата публикации: 17.05.2019

МОСКОВСКАЯ ОБЛАСТЬ, 17 мая 2019 г. – В понедельник, 20 мая, метрологи всех стран отметят Всемирный день метрологии. В этот же день вступят в силу принятые в конце прошлого года Генеральной конференцией по мерам и весам решения по переходу на новые определения основных единиц Международной системы единиц SI. Этому событию была посвящена конференция в МФТИ, организованная Физтех-школой электроники, фотоники и молекулярной физики.

Об истории систем единиц и последних достижениях по переопределению основных единиц величин системы SI участникам рассказал заместитель Руководителя Росстандарта Сергей Голубев.

«Переход на новую систему единиц ускорит развитие и внедрение новейших технологий в науке и на производстве, в том числе снизит стоимость многих высокотехнологичных процессов. Более точное измерение температуры поможет усовершенствовать мониторинг и прогнозирование климатических изменений. Определение секунды через атомные часы позволит с высокой точностью определять местоположение объекта на местности, без чего невозможно представить развитие безопасного беспилотного транспорта. Без сверхточных измерений не будут совершенствоваться технологии для интернета, мобильной связи и «умных» городов», – сообщил замглавы ведомства в вводном докладе.

Выбор МФТИ в качестве места проведения данного мероприятия не случаен, отметил директор ФЭФМ МФТИ, член-корреспондент РАН Виктор Иванов: «Последние изменения в метрологии связаны с применением достижений квантовой физики и потребностями перспективных технологий, а Физтех и создавался именно для развития высокотехнологичных отраслей науки и техники на основе фундаментальных академических знаний. Кроме того, МФТИ активно сотрудничает с научными институтами Росстандарта, и в нашей Физтех-школе уже более 10 лет успешно работает кафедра нанометрологии и наноматериалов».

Ученые НИИ Росстандарта и РАН рассказали об особенностях новых определений килограмма, кельвина, ампера и моля, а также экспериментальных исследованиях, сопутствовавших их проработке.

«Особенностью новых определений системы единиц SI является отсутствие каких-либо ограничений на конкретный экспериментальный способ их воспроизведения, – сказал директор ВНИИОФИ Росстандарта Андрей Батурин. – Это позволяет на практике применять любой способ построения эталонов, который, опираясь на принятые значения фундаментальных констант, воспроизводит единицу с требуемой точностью. Поэтому с развитием науки и техники удовлетворение потребности в высокой точности измерений, особенно в области сверхмалых или сверхбольших значений величин, не потребует пересмотра базовых определений».

В мероприятии приняли участие студенты и преподаватели МФТИ, преподаватели других школ и вузов, сотрудники профильных организаций, СМИ. На конференции также анонсировали выпуск учебно-методического пособия «Размерность и подобие», подготовленного в МФТИ. В нем изложены общие принципы построения систем единиц и на доступном для старшеклассников и студентов уровне описаны новые определения международной системы единиц SI.

«Пропагандирование современных достижений метрологической науки и привлечение талантливой и квалифицированной молодежи в метрологию необходимы и являются приоритетными задачами Росстандарта», – отметил Сергей Голубев. После конференции прошел круглый стол, где обсуждались вопросы применения в школьном образовании только актуальных знаний, в частности, в области развития Международной системы единиц SI.

 

Поделиться этим сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Здесь

«Гирьки будут лежать на почетном месте в музеях» // Физик Михаил Иванов — об отказе от эталона килограмма

20.05.2019 Новости технического регулирования

20 мая изменились принципы, по которым определяют величину четырех основных физических единиц: килограмма, ампера, кельвина и моля. Соответствующее решение было принято в конце 2018 года. Нововведения означают, что человечество полностью отказалось от привязки к материальному эталону килограмма — цилиндрической гирьке, которая хранится в Международном бюро мер и весов под Парижем. «Медуза» обсудила с доцентом кафедры теоретической физики МФТИ Михаилом Ивановым, почему было решено отказаться от гирьки и что будет с килограммом теперь.

 

— Вступили в силу новые определения четырех основных единиц системы СИ: килограмма, амперакельвина и моля. Что это значит?

— Правильнее сказать, что имеет место не изменение определений этих четырех единиц, а их уточнение. На том уровне точности, с которым мы сталкиваемся с измерениями в быту, мы этих изменений просто не заметим. Новые определения специально выбирали так, чтобы они были как можно более незаметны для широких кругов. Килограммовая гиря на базаре — она останется килограммовой. Как и практически все, с чем мы сталкиваемся вокруг. За некоторыми редкими исключениями, которые связаны преимущественно с высокими технологиями.

— Зачем же это делать, если все будет незаметно?

— До 20 мая у нас была одна единица измерения, которая привязана к некоему физическому объекту — к артефакту, как это называют метрологи. К той самой килограммовой гирьке из платиноиридиевого сплава, которая хранится во Франции в Севре, в Международном бюро мер и весов, чьи официальные копии хранятся по всему миру, в том числе в России.

Для торговли, для бытовых нужд точности этой гирьки было вполне достаточно. Но в физике, в высоких технологиях уже возникли области, в которых точность измерения ограничена уже не измерительным прибором, а определением того, что такое килограмм. Несовершенство процедуры взвешивания гирьки, которая была изготовлена в 1889 году, стало влиять на точность измерений. Поэтому вот эта платиноиридиевая гирька — она в каком-то смысле стала гирей на ногах у высоких технологий и физики.

Работа над тем, чтобы избавиться от гирьки образца 1889 года, шла давно. Я бы даже сказал, что с самого начала, как эту гирьку изготовили, предполагалось, что рано или поздно от нее откажутся. Потому что с самого начала идеология системы СИ предполагала, что мы стараемся привязывать наши единицы измерения к каким-то природным константам. В конце XVIII века, когда системы СИ еще не было, но в революционной Франции создавалась метрическая система, пытались привязать метр к длине парижского меридиана, а килограмм — к массе литра воды. Очень скоро выяснилось, что меридиан и литр померили не совсем точно. Чем все это перемерять, проще принять, что килограммовая гирька и метровая линейка — они и есть определение этих единиц. Это было из-за сложностей с подбором подходящих фундаментальных констант, их измерений.

— Как теперь будут рассчитывать килограмм?

— Для воспроизведения килограмма были изобретены и построены специальные весы Киббла. Принцип там очень простой. Вес грузика уравновешивается с притяжением электромагнитов друг к другу. Сложность была в том, чтобы с помощью вот такого устройства обеспечить достаточную точность.

Сейчас, 20 мая 2019 года, в некотором смысле сбывается вековая мечта физиков: мы получаем систему единиц, которая не зависит от каких-то артефактов. И если весы Киббла будут уничтожены, то мы можем построить новые. А если бы была уничтожена вот та самая платиноиридиевая гирька, то возникла бы проблема. Как выразился физик Штефан Шламмингер из Национального института стандартов и технологий США, наконец-то мы избавились от этого эталона, а то если бы установили контакт с инопланетянами, было бы перед ними неудобно, что мы определяем килограмм таким примитивным образом.

Теперь для всех основных единиц измерения есть приборы, которые любая технически развитая страна может построить и самостоятельно эти единицы измерения воспроизвести. Если мы вдруг познакомимся с инопланетянами, то мы можем по радио передать информацию о том, какие у нас единицы измерения, и они поймут. Кстати, предыдущее уточнение определения килограмма состояло в том, что ту самую гирьку 1889 года перед сличением следует помыть по некоторой строго описанной процедуре.

— В российском ВНИИ метрологии сказали, что пока нас устраивает находящийся в России эталон килограмма и мы будем привязаны к нему до 2025 года. Почему нужно время для перехода на новый стандарт?

— Насколько я знаю, весы Киббла в России еще не успели построить. Это же не простые весы. Все измеряется в вакууме, надо их стабилизировать по температуре. И померить с большой точностью ускорение свободного падения там, где эти весы находятся. Это высокоточный эксперимент.

— Получается, если есть достаточно денег и времени, любой может создать такие весы и определять килограмм с максимальной точностью?

— Со временем, наверное, эти установки и в коммерческой продаже появятся. Но пока, насколько я понимаю, это штучные изделия. Для нужд метрологии штучных изделий достаточно. Есть первичные эталоны — это самые-самые точные. На основе первичных эталонов изготавливают вторичные, ну и так далее — целая пирамида эталонов со все снижающейся и снижающейся точностью. Начиная, так сказать, от весов Киббла и заканчивая килограммовой гирькой на базаре.

— Стоит ли ожидать, что новые определения килограмма и других единиц измерения будут дорабатываться в будущем?

— Дорабатываться, скорее всего, будут. Но, думаю, в ближайшее десятилетие доработки могут быть несущественными. Когда мы привязались к фундаментальным константам, то дальше, в принципе, мы можем точность наращивать неограниченно.

— И парижская гиря больше не нужна?

— Парижскую гирю с почетом поместят в музей. Как ранее поместили туда платиноиридиевый эталон метра. Гиря — это важная веха в развитии науки и техники. В конце XVIII века были наивные представления, что один раз мы измерили меридиан и килограмм, изготовили линейку и гирьку, после чего положили их в красивые футляры, сдали в национальный архив — и все, задача решена.

Оказалось, что задача этим далеко не исчерпывается, что должна быть постоянно работающая метрологическая служба, которая занимается поддержанием первичных эталонов, которая организует поверку эталонов следующих уровней точности. Кстати, в России реорганизацию метрологической службы для перехода на метрическую систему провел Дмитрий Менделеев, которого широкая общественность знает только как химика.

А в XX веке возникла физика, которая позволяет нам сейчас отвязаться от артефактов — теперь и ампер, и килограмм основаны на квантовой теории (рождение квантовой теории принято относить к периоду 1901–1925 годов). И на основе квантовой теории мы можем вот с гораздо большей точностью эти единицы воспроизвести.

— Не получится ли так, что из-за ошибок в расчетах мы потом пожалеем, что отказались от эталонов и не следили, чтоб они сохраняли свои свойства?

— Есть разные спекуляции на тему того, могут ли фундаментальные константы меняться со временем. Но есть эксперименты, а главное — астрономические наблюдения. Когда мы наблюдаем далекие звезды и галактики, мы смотрим в далекое прошлое нашей Вселенной. Мы можем попытаться по таким удаленным объектам оценить, изменились ли за это время фундаментальные константы. По имеющимся данным, изменений фундаментальных констант не обнаружено.

Заслуженные платиноиридиевые гирьки никто не собирается утилизировать. Они будут лежать на почетном месте в музеях. Если понадобится, к ним можно будет снова обратиться.

Михаил Зеленский

Источник: Meduza

Поделиться этим сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

из ленты новостей Росстандарта
Сможет ли Россия обзавестись суверенным стандартом единицы массы после переопределения, 
отвечает ученый
https://nplus1.ru/blog/2019/05/20/new-kg-standard

Цитата

Редакция N + 1 обратилась к хранителю государственного эталона Виктору Снегову, сотруднику Всероссийского научно-исследовательского института метрологии имени Менделеева, чтобы узнать, сможет ли наша страна обзавестись суверенным стандартом единицы массы.

 

Поделиться этим сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Добрый день.
Подскажите пожалуйста кому, куда и в каком виде можно отправить предложение по уточнению стандартных единиц измерения, чтобы:
1) не тратить впустую чужое время;
2) сохранить авторство.
Поскольку я никто из ниоткуда для учёного мира, буду признателен за любой полезный совет.

Простите и направьте в нужном направлении, если вопрос не уместный.

Поделиться этим сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Для начала предложение модераторам перенести вопрос в раздел "пятница".

Теперь автору.

13 часов назад, СергейСергеевич сказал:

2) сохранить авторство.

Для этого нужен патент на изобретение, следовательно, в патентное бюро. Правда, это стоит денег.

13 часов назад, СергейСергеевич сказал:

предложение по уточнению стандартных единиц измерения

Система у нас международная, значит в Международное бюро мер и весов (МБМВ) и Международное бюро Законодательной метрологии (МБЗМ).

Поделиться этим сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
13 часов назад, СергейСергеевич сказал:

Простите и направьте в нужном направлении,

Боюсь тоже придется простить прощения.

Поделиться этим сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Онлайнтрансляция

Цитата

Во ВНИИМ имени Д.И.Менделеева прошла встреча директоров КООМЕТ по вопросу переопределения Международной системы единиц. Запись трансляции доступна по ссылке

04.10.2019 10:13

 

Изменено пользователем UNECE

Поделиться этим сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи

Создать аккаунт

Зарегистрировать новый аккаунт.

Регистрация

Войти

Есть аккаунт? Войти.

Войти

  • Недавно просматривали   0 пользователей

    Ни один зарегистрированный пользователь не просматривает эту страницу.