Sự hình thành quả cân chuẩn của thế giới và các vấn đề liên quan đến nó trong suốt thập kỷ qua, đây là trọng lượng theo kilogram chính xác nhất toàn cầu và chưa có gì so sánh được.
(Hoa Sen Vàng) Quả cân chuẩn của thế giới Nếu ai đó hắt hơi vào đó tiêu chuẩn kg, tất cả các trọng lượng trên thế giới sẽ được ngay lập tức sai
Sự hình thành Quả cân chuẩn của thế giới và vấn đề của nó
Sự hình thành Quả cân chuẩn của thế giới
Hơn một thế kỷ trước, một hình trụ nhỏ bằng kim loại được rèn ở London và gửi đến một vùng ngoại ô của Paris. Gọi là Xi lanh như là kích thước của một salt shaker và làm bằng một hợp kim của platinum và iridium, một vật liệu tiên tiến vào thời điểm đó .
Các thử nghiệm quốc tế của kilôgam
Các mẫu thử nghiệm quốc tế của kilôgam là trong ba lọ chuông lồng nhau tại Văn phòng quốc tế des Poids et mesures ở Paris.
BIPM
Tại Paris , các nhà khoa học đánh bóng và cân chuẩn cẩn thận, cho đến khi xác định rằng nó là chính xác một kg, khoảng 2,2 pounds. Sau đó, bằng điều ước quốc tế , họ tuyên bố được các tiêu chuẩn quốc tế .
Từ năm 1889 , năm tháp Eiffel mở ra, xi lanh đã được tiêu chuẩn cho mỗi kg khác trên hành tinh này đã được đánh giá . Nhưng đó lại tạo ra vấn đề . Theo các nhà khoa học , khối lượng của xi lanh dường như thay đổi.
Giải pháp là một kg mới , một trong đó là dựa trên một số liên tục thay vì một đối tượng vật lý . Để có được con số đó , các nhà khoa học đã phải xây dựng một loại cân đặc biệt, một trong những biện pháp kilogram mà không cần cân bằng nó với khối lượng khác. Đó là một quá trình lâu dài , chậm, nhưng hôm nay họ là gần xác định lại kg một lần và cho tất cả .
Xin đừng hắt hơi vào kilogram
Khi đứng, toàn bộ hệ thống đo lường của thế giới trên các xi lanh ( Quả cân chuẩn tại thời điểm xác định) . Nếu nó bị rơi, bị trầy xước hoặc tẩy xóa, nó sẽ gây ra một vấn đề toàn cầu . " Nếu ai đó hắt hơi vào đó tiêu chuẩn kg, tất cả các trọng lượng trên thế giới sẽ ngay lập tức sai ", ông Richard Steiner , một nhà vật lý tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ (NIST ) ở Gaithersburg , Md nói
" Nếu ai đó hắt hơi vào đó tiêu chuẩn kg, tất cả các trọng lượng trên thế giới sẽ được ngay lập tức sai .
Richard Steiner
Vì lý do đó , kilogram chính thức được giữ khóa bên trong một kho tiền bảo đảm tại Văn phòng quốc tế cân đo gần Paris. Các nhà khoa học rất hoang tưởng rằng họ đã chỉ lấy nó ra trên ba lần: vào năm 1889 , năm 1946 và năm 1989. Mỗi lần, họ đã so sánh nó với một bộ bản sao . Trong năm 1889, bản sao và kilogram cân nặng như nhau, nhưng trong năm 1989, họ đã trôi dạt ra xa nhau. Dựa trên các dữ liệu, kg xuất hiện để cân nhắc một chút ít hơn các bản sao.
Điểm mấu chốt thực sự của vấn đề này là nó không thể cho biết những gì đã thay đổi trong 120 năm qua. Bản sao có thể đã phát triển nặng hơn theo thời gian bằng cách hấp thụ các phân tử không khí . Nhưng nó đều có thể là kg là nhận được nhẹ hơn. Tẩy rửa định kỳ , ví dụ, có thể loại bỏ một lượng nhỏ kim loại từ bề mặt của nó .
Hoặc nó có thể là cả hai bản sao và kilogram đang thay đổi , nhưng ở mức độ khác nhau . Không có cách nào để biết những gì đang xảy ra vì khối lượng luôn luôn hiệu chỉnh đối với khối lượng khác, Peter Mohr , một nhà vật lý lý thuyết tại NIST đang làm việc trên các vấn đề kg.
Đó là tin xấu . Các tin tốt là sự thay đổi là rất nhỏ, khoảng 50 microgram (một phần tỷ của một kg ) . " Các hậu quả thực tế cho người đi đến các cửa hàng sẽ không đáng kể ", Mohr nói. Nhưng "cho công việc khoa học , nó làm cho một sự khác biệt . "
Trong tìm kiếm của một liên tục
Vì lý do đó , các nhà khoa học đã bắt tay vào một nhiệm vụ hào hiệp viển vông để xác định lại kilogram theo một hằng số cơ bản . Hằng số được sử dụng bởi các nhà vật lý để mô tả thế giới tự nhiên . Họ là cả hai chính xác và không thay đổi - công cụ hoàn hảo cho việc thiết lập các tiêu chuẩn .
Các nhà khoa học đã sử dụng các hằng số để xác định lại các đơn vị khác về đo lường (có thể quy đổi đơn vị đo lường), như đồng hồ . Ban đầu đo được bằng chiều dài của một mảnh kim loại giữ cùng với kg, nhưng vào năm 1983 nó đã được xác định lại là khoảng cách ánh sáng đi trong một chân không hơn 1/ 299, 792.458 của một giây . Bởi vì tốc độ của ánh sáng là hằng số , định nghĩa mới này có nghĩa là đồng hồ sẽ không bao giờ thay đổi .
Sửa chữa các kg phức tạp hơn. Các nhà khoa học muốn thể hiện nó trong điều khoản của một hằng số cơ bản được gọi là hằng số Planck . Hằng số Planck là một số vanishingly nhỏ được sử dụng trong tính toán cơ học lượng tử nguyên tử quy mô .
Nhà vật lý Richard Steiner điều chỉnh cân bằng watt . Quy mô cực kỳ nhạy cảm này có thể phát hiện những thay đổi nhỏ nhất là mười phần tỷ của một kg.
Robert Rathe
Liên quan một số đó nhỏ để bạn có thể nắm giữ trong tay của bạn , giống như một kg, " không dễ dàng ", ông Ian Robinson , một nhà vật lý tại Phòng thí nghiệm vật lý quốc gia ở Vương quốc Anh nói.
Watt là Sự khác biệt
Một số nhà nghiên cứu tin rằng những hy vọng tốt nhất cho việc định nghĩa lại xuất phát từ một loại mới của cân điện tử chính xác được gọi là một sự cân bằng watt . " Đó là cơ bản chỉ là một quy mô phòng tắm rất cao, hiệu chuẩn , " Steiner , người chịu trách nhiệm về sự cân bằng watt tại NIST nói.
Thay vì sử dụng hàng loạt khác, cân bằng watt đo khối lượng của một kilogram theo lực điện và từ tính . Những lực lượng có thể được dịch sang một số có liên quan đến hằng số Planck .
Hình: Cân chuẩn watt - gọi là một sự cân bằng watt
Quy mô là rất nhạy cảm mà nó có thể phát hiện những thay đổi nhỏ nhất là mười phần tỷ của một kg. " Nếu bạn kéo một sợi tóc ra khỏi đầu của một người và sau đó cân chúng , chúng ta có thể biết sự khác biệt ", Steiner nói.
Thật không may, cái cân rất nhạy cảm với rất nhiều thứ khác nữa . Máy xén cỏ , thủy triều , và thậm chí cả động đất ở phía bên kia của thế giới có thể phá vỡ sự cân hoặc cân bằng. Có rất nhiều nguồn khác của nhiễu loạn có thể xem là tốt.
Robinson thú nhận rằng khi bắt đầu làm việc trên số dư watt trong những năm 1970, ông nghĩ rằng nó sẽ chỉ mất năm, sáu năm để xác định lại kilogram. Hôm nay , sau nhiều thập kỷ làm việc, các nhà khoa học tin rằng họ vẫn là năm hoặc sáu năm nữa thiết lập một tiêu chuẩn mới .
Tuy nhiên, hầu hết các mong đợi rằng sự thay đổi sẽ xảy ra . Khi đó, hình trụ bằng kim loại ở Paris sẽ được thay thế bằng một thứ tám chữ số . Bất cứ ai có một sự cân bằng watt , và rất nhiều thời gian rảnh rỗi , sẽ có thể đo nó cho mình .
Mohr nói kg mới sẽ có giá trị tất cả các rắc rối. "Mọi người đã lo lắng về tiêu chuẩn khối lượng hàng ngàn năm ", ông nói . , Số không thay đổi mới sẽ là một cải tiến đáng kể so với quá khứ: " Tôi nghĩ rằng nó chỉ là điều phải làm . "
Hơn một thế kỷ trước, một hình trụ nhỏ bằng kim loại được rèn ở London và gửi đến một vùng ngoại ô của Paris. Gọi là Xi lanh như là kích thước của một salt shaker và làm bằng một hợp kim của platinum và iridium, một vật liệu tiên tiến vào thời điểm đó .
Các thử nghiệm quốc tế của kilôgam
Các mẫu thử nghiệm quốc tế của kilôgam là trong ba lọ chuông lồng nhau tại Văn phòng quốc tế des Poids et mesures ở Paris.
BIPM
Tại Paris , các nhà khoa học đánh bóng và cân chuẩn cẩn thận, cho đến khi xác định rằng nó là chính xác một kg, khoảng 2,2 pounds. Sau đó, bằng điều ước quốc tế , họ tuyên bố được các tiêu chuẩn quốc tế .
Từ năm 1889 , năm tháp Eiffel mở ra, xi lanh đã được tiêu chuẩn cho mỗi kg khác trên hành tinh này đã được đánh giá . Nhưng đó lại tạo ra vấn đề . Theo các nhà khoa học , khối lượng của xi lanh dường như thay đổi.
Giải pháp là một kg mới , một trong đó là dựa trên một số liên tục thay vì một đối tượng vật lý . Để có được con số đó , các nhà khoa học đã phải xây dựng một loại cân đặc biệt, một trong những biện pháp kilogram mà không cần cân bằng nó với khối lượng khác. Đó là một quá trình lâu dài , chậm, nhưng hôm nay họ là gần xác định lại kg một lần và cho tất cả .
Xin đừng hắt hơi vào kilogram
Khi đứng, toàn bộ hệ thống đo lường của thế giới trên các xi lanh ( Quả cân chuẩn tại thời điểm xác định) . Nếu nó bị rơi, bị trầy xước hoặc tẩy xóa, nó sẽ gây ra một vấn đề toàn cầu . " Nếu ai đó hắt hơi vào đó tiêu chuẩn kg, tất cả các trọng lượng trên thế giới sẽ ngay lập tức sai ", ông Richard Steiner , một nhà vật lý tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ (NIST ) ở Gaithersburg , Md nói
" Nếu ai đó hắt hơi vào đó tiêu chuẩn kg, tất cả các trọng lượng trên thế giới sẽ được ngay lập tức sai .
Richard Steiner
Vì lý do đó , kilogram chính thức được giữ khóa bên trong một kho tiền bảo đảm tại Văn phòng quốc tế cân đo gần Paris. Các nhà khoa học rất hoang tưởng rằng họ đã chỉ lấy nó ra trên ba lần: vào năm 1889 , năm 1946 và năm 1989. Mỗi lần, họ đã so sánh nó với một bộ bản sao . Trong năm 1889, bản sao và kilogram cân nặng như nhau, nhưng trong năm 1989, họ đã trôi dạt ra xa nhau. Dựa trên các dữ liệu, kg xuất hiện để cân nhắc một chút ít hơn các bản sao.
Điểm mấu chốt thực sự của vấn đề này là nó không thể cho biết những gì đã thay đổi trong 120 năm qua. Bản sao có thể đã phát triển nặng hơn theo thời gian bằng cách hấp thụ các phân tử không khí . Nhưng nó đều có thể là kg là nhận được nhẹ hơn. Tẩy rửa định kỳ , ví dụ, có thể loại bỏ một lượng nhỏ kim loại từ bề mặt của nó .
Hoặc nó có thể là cả hai bản sao và kilogram đang thay đổi , nhưng ở mức độ khác nhau . Không có cách nào để biết những gì đang xảy ra vì khối lượng luôn luôn hiệu chỉnh đối với khối lượng khác, Peter Mohr , một nhà vật lý lý thuyết tại NIST đang làm việc trên các vấn đề kg.
Đó là tin xấu . Các tin tốt là sự thay đổi là rất nhỏ, khoảng 50 microgram (một phần tỷ của một kg ) . " Các hậu quả thực tế cho người đi đến các cửa hàng sẽ không đáng kể ", Mohr nói. Nhưng "cho công việc khoa học , nó làm cho một sự khác biệt . "
Trong tìm kiếm của một liên tục
Vì lý do đó , các nhà khoa học đã bắt tay vào một nhiệm vụ hào hiệp viển vông để xác định lại kilogram theo một hằng số cơ bản . Hằng số được sử dụng bởi các nhà vật lý để mô tả thế giới tự nhiên . Họ là cả hai chính xác và không thay đổi - công cụ hoàn hảo cho việc thiết lập các tiêu chuẩn .
Các nhà khoa học đã sử dụng các hằng số để xác định lại các đơn vị khác về đo lường (có thể quy đổi đơn vị đo lường), như đồng hồ . Ban đầu đo được bằng chiều dài của một mảnh kim loại giữ cùng với kg, nhưng vào năm 1983 nó đã được xác định lại là khoảng cách ánh sáng đi trong một chân không hơn 1/ 299, 792.458 của một giây . Bởi vì tốc độ của ánh sáng là hằng số , định nghĩa mới này có nghĩa là đồng hồ sẽ không bao giờ thay đổi .
Sửa chữa các kg phức tạp hơn. Các nhà khoa học muốn thể hiện nó trong điều khoản của một hằng số cơ bản được gọi là hằng số Planck . Hằng số Planck là một số vanishingly nhỏ được sử dụng trong tính toán cơ học lượng tử nguyên tử quy mô .
Nhà vật lý Richard Steiner điều chỉnh cân bằng watt . Quy mô cực kỳ nhạy cảm này có thể phát hiện những thay đổi nhỏ nhất là mười phần tỷ của một kg.
Robert Rathe
Liên quan một số đó nhỏ để bạn có thể nắm giữ trong tay của bạn , giống như một kg, " không dễ dàng ", ông Ian Robinson , một nhà vật lý tại Phòng thí nghiệm vật lý quốc gia ở Vương quốc Anh nói.
Watt là Sự khác biệt
Một số nhà nghiên cứu tin rằng những hy vọng tốt nhất cho việc định nghĩa lại xuất phát từ một loại mới của cân điện tử chính xác được gọi là một sự cân bằng watt . " Đó là cơ bản chỉ là một quy mô phòng tắm rất cao, hiệu chuẩn , " Steiner , người chịu trách nhiệm về sự cân bằng watt tại NIST nói.
Thay vì sử dụng hàng loạt khác, cân bằng watt đo khối lượng của một kilogram theo lực điện và từ tính . Những lực lượng có thể được dịch sang một số có liên quan đến hằng số Planck .
Hình: Cân chuẩn watt - gọi là một sự cân bằng watt
Quy mô là rất nhạy cảm mà nó có thể phát hiện những thay đổi nhỏ nhất là mười phần tỷ của một kg. " Nếu bạn kéo một sợi tóc ra khỏi đầu của một người và sau đó cân chúng , chúng ta có thể biết sự khác biệt ", Steiner nói.
Thật không may, cái cân rất nhạy cảm với rất nhiều thứ khác nữa . Máy xén cỏ , thủy triều , và thậm chí cả động đất ở phía bên kia của thế giới có thể phá vỡ sự cân hoặc cân bằng. Có rất nhiều nguồn khác của nhiễu loạn có thể xem là tốt.
Robinson thú nhận rằng khi bắt đầu làm việc trên số dư watt trong những năm 1970, ông nghĩ rằng nó sẽ chỉ mất năm, sáu năm để xác định lại kilogram. Hôm nay , sau nhiều thập kỷ làm việc, các nhà khoa học tin rằng họ vẫn là năm hoặc sáu năm nữa thiết lập một tiêu chuẩn mới .
Tuy nhiên, hầu hết các mong đợi rằng sự thay đổi sẽ xảy ra . Khi đó, hình trụ bằng kim loại ở Paris sẽ được thay thế bằng một thứ tám chữ số . Bất cứ ai có một sự cân bằng watt , và rất nhiều thời gian rảnh rỗi , sẽ có thể đo nó cho mình .
Mohr nói kg mới sẽ có giá trị tất cả các rắc rối. "Mọi người đã lo lắng về tiêu chuẩn khối lượng hàng ngàn năm ", ông nói . , Số không thay đổi mới sẽ là một cải tiến đáng kể so với quá khứ: " Tôi nghĩ rằng nó chỉ là điều phải làm . "
Tác giả bài viết: Hoa Sen Vàng
Nguồn tin: www.npr.org // NIST
Đăng nhận xét