Исследователи в National Physical Laboratory (NPL), Англия, произвели разработку, талантливую к правильным измерениям константы Планка, последней части загадки в перемещении от килограмма, определенного физическим объектом к килограмму на базе фундаментальных констант природы.В работе, опубликованной сейчас в издании Metrologia, исследователи обрисовывают, как это возможно сделано с нужным уровнем уверенности.
Килограмм – единственная единица, все еще определенная физическим экспонатом, названным интернациональным прототипом килограмма, сохраненного Интернациональным бюро Весов и Мер (IBWM) в Париже, Франция. Его форма – цилиндр с высотой и диаметром примерно 39 мм.
Это сделано из сплава 90%-й платины и 10%-го иридия. Прототип был сохранен в IBWM с 1889, первоначально с двумя официальными копиями. За эти годы одна официальная копия была заменена, и четыре были добавлены.
Интернациональная совокупность единиц (СИ) есть самый обширно применяемой совокупностью измерения для науки и торговли. Это включает семь главных единиц: метр, килограмм, во-вторых, Келвин, ампер, кандела и родинка. Идеально, эти единицы должны быть стабильными со временем и универсально восстанавливаемыми, что требует определений на базе фундаментальных констант природы.Часть набора звонила, баланс ватта – сперва предложенный Брайаном Кибблом в NPL в 1975 – связывает электричество с механической энергией.
Это разрешает ему делать весьма правильные измерения константы Планка с позиций единиц СИ массы, длины и время. Единицы СИ длины и время уже зафиксированы с позиций фундаментальных и ядерных констант.
Если бы сокровище h установлена, баланс ватта предоставил бы способ измерения массы.Интернациональный прототип килограмма (Интернациональное бюро Весов и Мер)“Баланс ватта дробит собственный измерение на две части, дабы избежать неточностей, каковые появились бы, если бы настоящая мощность была измерена”, растолковал врач Иэн Робинсон, фаворит проекта в NPL. “Начальник возможно иллюстрирован, считая громкоговоритель помещенным в его пояснице. Размещение массы на конусе выдвинет его вниз, и это может возвратиться его прошлому положению, передав ток через катушку спикера.
Отношение силы, произведенной током, зафиксировано для магнита и конкретной катушки громкоговорителя и измерено во второй части опыта, переместив диффузор и измерив отношение напряжения, произведенного на терминалах спикера к скорости конуса”.В октябре 2011 Главная конференция по Мерам и Весам дала согласие, что килограмм должен быть пересмотрен с позиций константы Планка (h).Константа Планка – фундаментальная константа природы, которая связывает частоту (цвет) частицы света (фотон) к его энергии.
При помощи двух квантов механические эффекты нашли за прошлые 60 лет: квантовый эффект и эффект Джозефсона Холла, электричество возможно измерена с позиций константы Планка (и время).“Это – пример английской науки, ведущей мир”, врач Робинсон завершил. “NPL изобрел баланс ватта и произвел измерения и аппарат, каковые будут содействовать переопределению. Аппарат сейчас употребляется Канадой, дабы продолжить работу, и мы ожидаем, что у их результатов будет более низкая неуверенность, чем мы достигли, и принцип употребляется США и другие лаборатории в мире, дабы сделать их личные измерения”.
Измерения h, что применение балансов ватта обеспечило неуверенности, приближающейся к этим двум частям на ста миллионах уровней, каковые требуются, дабы основывать килограмм на константе Планка. Благодаря улучшениям, выделенным в газете, измерения в Национальном исследовательском совете в Канаде, которая сейчас применяет оборудование NPL, выглядят уверенным, дабы обеспечить намного большую точность.
“В то время, когда результаты двух частей опыта объединены, тока и продукт напряжения равняется к скорости и продукту веса, и магнита катушки и свойства громкоговорителя устранены, покинув измерение веса массы, которая свободна от конкретного применяемого спикера”.“Это изучение подкрепит совокупность измерения в мире и гарантирует долговременную стабильность весьма наибольшего уровня массового измерения.
Не смотря на то, что человек на улице не будет видеть громадного различия – Вы все еще получите тот же самый 1-килограммовый мешок картофеля – эти стандарты будут в конечном итоге употребляться, дабы калибровать совокупности взвешивания в мире, от правильных устройств для изучений, право вниз цепь к внутренним весам”.