Den internationale prototype (standard) af kilogrammet opbevares på International Bureau of Weights and Measures (beliggende i Sèvres nær Paris) og er en cylinder med 39,17 mm i diameter og højde lavet af en platin-iridiumlegering (90% platin, 10% iridium). Oprindeligt blev et kilogram defineret som massen af et kubik decimeter (liter) rent vand ved 4 ° C og standard atmosfærisk tryk ved havets overflade.
Så hvorfor blev det tungere?
Ved hjælp af den unikke Theta-sensing-teknologi analyserede prof. Peter Cumpson og Dr. Naoko Sano fra University of Newcastle overfladen af standarden og bestemte, at den internationale prototype (standard) kilogram kvantificerede kulbrinteforurening på dens overflade. Deres forskning viser, at den internationale prototype (standard) for kilogrammet sandsynligvis har fået titusinder af mikrogram i masse siden standarden blev introduceret i 1875. Men da dette er et kilogram, som alle kilogram i verden skal svare til, i teoretisk forstand, vil mindst alle kilogram også være teknisk tungere.
Mens en stigning i kilogramreference med snesevis af mikrogram kan virke ubetydelig, hævder Peter Cumpson, at enhver uoverensstemmelse mellem den internationale prototype (reference) for kilogrammet og dets replikanter kan være problematisk. "Der er tilfælde af international handel med materialer af høj værdi - hvor der skal redegøres for hver sidste mikrogram." Akkumulerede kulbrinter kan fjernes ved udsættelse for en blanding af ultraviolette stråler og ozon.
Situationen er kompliceret af det faktum, at der i verden er 39 mest nøjagtige kopier af referencekilogrammet lagret i Paris, som på et tidspunkt blev sendt til forskellige lande i verden for at opretholde et samlet system af mål og vægte. Ifølge nogle forskere begynder de nu at adskille sig mere og mere fra hinanden i vægt på grund af klimatiske og andre forhold, der findes i forskellige dele af planeten.
"Den industrialisering, der har fundet sted i verden og arten af det moderne samfunds funktion, har ført til det faktum, at overfladen på referencekilogrammet erhvervede en plak i form af yderligere partikler," siger et forskerteam fra University of Newcastle. - Verdensstandardvægtsystemet er nu truet af at skabe kaos i det. Vi blev forfærdet, da vi så, at kviksølvpartikler var ophobet på overfladen af et af de 40 referencekilogram, der var opbevaret i England,”sagde projektleder professor Peter Campson.
Salgsfremmende video:
I henhold til de oplysninger, der er modtaget af publikationen, diskuteres nu spørgsmålet om, hvordan man udfører en særlig "støvrensning" af overfladerne på alle 40 referencekilogram for at bringe dem tilbage til en enkelt vægt.
På en konference i Royal Scientific Society i London den 24. - 25. januar foreslog Richard Davis, tidligere leder af massedivisionen i Det Internationale Bureau of Weights and Measures (med base i Sèvres, nær Paris), at definere definitionen. Som en midlertidig foranstaltning, inden han omdefinerede "kilogram masse", foreslog han i gennemsnit de omstridte masser. Så hvis resultaterne af to eksperimenter af forskellige typer til bestemmelse af massen ikke helt er enige, skal de ganske enkelt beregnes, og den resulterende værdi bør erklæres som en ny standard, citerer et forslag fra videnskabsmanden Nature News.
Imidlertid har denne plan mange modstandere.”Beslutningen om blot at gennemsnit to inkonsekvente resultater ville være perfekt matematisk korrekt, men dette er ikke en videnskabelig tilgang,” sagde Michael Hart, en fysiker ved University of Manchester.
Gennemsnitlige fortalere ser det som en vej fremad.”Ideelt set ønsker vi at opnå perfekt målingskonvergens. Men hvis det ikke fungerer, skal du bruge en matematisk tilgang,”sagde Terry Quinn, tidligere direktør for International Bureau of Weights and Measures. Han understreger, at de pågældende forskelle er for små til at skabe reelle problemer til den praktiske anvendelse af foranstaltningen.
Denne forskel er et alvorligt problem i det lange løb, fordi det ikke kan bedømmes, om kopierne bliver tyngre eller omvendt referencen er lettere.
Derfor har forskere længe planlagt at udskifte kilogramens "materielle" standard og udtrykke den med hensyn til uundgåelige fysikskonstanter, som bestemmes med stor nøjagtighed og ikke ændrer sig. Hvis dette lykkes, vil kiloets masse blive uændret som universets love.
Forskere bruger to fremgangsmåder for at finde det nøjagtige udtryk for kilogrammet: i det første bestemmes kilogrammassen ved hjælp af elektriske og magnetiske felter, og i det andet forsøger de at udtrykke det i form af Plancks konstante, en af de grundlæggende mængder kvantemekanik.
Den anden metode involverer direkte genberegning af antallet af atomer i en krystallinsk siliciumkugle. Dette resultat giver mulighed for at omdefineres kilogramet med hensyn til Avogadro-konstanten, som er antallet af molekyler pr. Mol stof, og faktisk relaterer den atomiske masse til et element til massen af et makroskopisk legeme.
I de senere år er der foretaget målinger ved begge metoder med en nøjagtighed på 30 ppb - dette er grænsen for de mest nøjagtige målinger af massen af en platin-iridiumcylinder. Resultaterne af de to typer eksperimenter afviger imidlertid med 175 milliarder aktier - dette er meget mere rimeligt set fra et metodologisk synspunkt.
Dette tillader ikke officielt at omdefinere måling af kilogram, da årsagerne til uoverensstemmelsen er uklare og endnu ikke kan fjernes. Derfor blev der fremsat et forslag om den gennemsnitlige gennemsnit af to beregninger og en sådan matematisk omdefinering af kg.
Opgaven med at omdefinere massestandarden bliver mere og mere akut med tiden.”Jo længere vi venter og overfører, jo større er massedriften mellem den originale standard og dens replikker. Så kan vi slet ikke være enige om, hvilken masse der skal betragtes som en reference. Situationen ser næsten skør ud,”indrømmer Quinn.
Indtil videre har forskere enige om, at siliciumatomer er ideelle til projektet på grund af deres stabilitet. Under standardbetingelser ødelægges de næsten aldrig, og alle skader beregnes let. "Vi vil omdefinerer et kilogram baseret på massen af et atom, vi vil tælle atomerne i et kilogram af en bestemt krystal," sagde professor Peter Becker. "Vi måler volumen af en kugle og volumen af et siliciumatom, og når du deler siliciumkuglen med volumen af et atom, får du antallet af atomer - alt er meget enkelt ". Forskere fra mange lande, herunder Rusland, deltager i fremstilling af standarden. 2 millioner euro blev brugt på fremstilling af en siliciumkugle, og den blev oprettet i næsten 5 år. Ifølge projektlederen har fysikere allerede beregnet, hvor mange siliciumatomer der skal være i et kg og er begyndt at "samle"skønt denne standard ikke vil være helt nøjagtig, fordi forskere indtil videre ikke kan "samle" en standard i atomernes bogstavelige forstand.
Produktionsforeningen "Elektrokemisk plante" i Zelenogorsk i Krasnoyarsk-territoriet vil levere råvarer til at skabe en ny international standard for kiloet - en ideel kugle lavet af en enkelt krystal af silicium-28-isotop, fortæller virksomhedens pressetjeneste til Interfax.
Standarden laves i form af en ideel kugle fra en enkelt krystal af silicium-28-isotop.
Krystallen vil blive dyrket på Institute of Crystal Growth Germany fra polykrystallinsk silicium opnået ved Institute of Chemistry of High-Rence Substances i Nizhny Novgorod. Det oprindelige råmateriale til standarden - siliciumtetrafluorid - blev leveret af Zelenogorsk ECP.