[image]

Эталон килограмма загадочным образом теряет вес

 
1 2 3
+
+1
-
edit
 

marata

Вахтер форумный
★☆

Металлический эталон килограмма загадочным образом теряет вес

Металлический цилиндр, который вот уже 118 лет является международным эталоном одного килограмма и хранится под тремя замками во Франции, загадочным образом теряет вес... (Удивительные изобретения. Викторина) // www.rian.ru
 

еталлический цилиндр, который вот уже 118 лет является международным эталоном одного килограмма и хранится под тремя замками во Франции, загадочным образом теряет вес, передает агентство Ассошиэйтед Пресс.
По словам сотрудника Международного бюро мер и весов Ричарда Дэвиса (Richard Dаvis), эталон весит в среднем на 50 микрограммов меньше цилиндров, которые привозят для сверки из других стран.
"Загадка заключается в том, что все они были сделаны из того же материала, многие - в тот же период времени и хранились в таких же условиях. И, тем не менее, их массы постепенно расходятся. У нас действительно нет этому достойных объяснений", - сказал Дэвис.
Эталон килограмма хранится в замке в городе Севр недалеко от Парижа. Его достают из хранилища почти исключительно для сравнения с другими цилиндрами.
"Непонятно, стал ли легче оригинал, или потяжелели образцы из других стран", - говорит старший научный сотрудник Германского национального института мер в Брауншвейге Михаэль Борис (Michael Borys).
"Однако по определению, только оригинал точно представляет килограмм", - отмечает исследователь.
В 1889 году этот цилиндр был изготовлен в соответствии с последними достижениями науки: он представляет собой сплав из платины и иридия 3,9 сантиметра высотой и в диаметре.
По данным издания, в ноябре в Париже соберется консультативная группа, которой предстоит определить альтернативу металлическому эталону килограмма, а также другим мерам: кельвину, который служит единицей для измерения температуры, и молю, в котором выражается количество вещества. Эталоны будут основаны на более точных расчетах, и все государства должны будут принять эти изменения.
При этом, как отмечают ученые, изменения никак не отразятся на бытовой жизни. "Для обычных людей это ничего не будет значить. Килограмм останется килограммом", - утверждает Дэвис.
Однако для ученых, которые в своей работе отталкиваются от значения килограмма, плавающая единица измерения - большая помеха, которая отражается на результатах точных работ и, в частности, на производстве электроэнергии. "Им неудобно использовать определение килограмма, которое основывается на каком-то предмете", - отмечает Дэвис.
Многие эталоны со временем были усовершенствованы. В частности, метр, образцом которого некогда служили зарубки на бруске, далек от современного высокотехнологичного стандарта, измеряемого расстоянием, которое проходит свет в вакууме.
Одним из претендентов на роль нового эталона килограмма является шар, созданный из кристала изотопа кремния-28 - такой эталон включал бы атомы одного типа и имел бы фиксированную массу.
Однако, как утверждает Дэвис, ученые, "безусловно, должны найти лучшее решение".
   
платина, иридий - пилят, наверное :-)
   
А вообще, если уничтожить эталон, что делать будут? Вся ж метрология взвешивания херится.
   
+
-
edit
 

excorporal

координатор
★★☆
GOGI> А вообще, если уничтожить эталон, что делать будут? Вся ж метрология взвешивания херится.
Соберут эталонов со всего мира, взвесят их и выберут того, чей вес оказался наиболее близким к среднему. :F
   

au

   
★★☆
Глупость какая-то. Заменить платиновый цилиндр на кремниевый шар, и тем заменить один уникальный артефакт на другой. Потом этот шар подокислится на поверхности, и потяжелеет чуток..
Есть протон, у всех под рукой — чем не эталон массы? Если это сильно трудно, труднее чем время считать через переходы атома, то есть элементы с единственным стабильным изотопом, и потому простая функция массы протона и нейтрона — чем плохо? У кремния целых три стабильных изотопа, все представлены, фиг отчистишь Si-28 от них.
С единственным изотопом: Al, As, Be, Bi, Cs, Co, F, Au(!), Ho, In, I, La, Lu, Mn, Nb, P, Pr, Re, Rh, Rb, Sc, Na, Ta, Tb, Tm, V, Y. Хоть в чистом виде то же золото, хоть устойчивое соединение на выбор, фторид цезия какой-нибудь — кому что нравится, тот же эталон, только с коэффициентом. "Нечего надеть!"©, блин...
   
+
+1
-
edit
 

andry_p

втянувшийся

Примесь нестабильного изотопа в главном эталоне?
Или поток неитронов со стороны, под действием которого потихоньку идут ядрёные реакции в образце?
   
+
-
edit
 

Balancer

администратор
★★★★★
> "Однако по определению, только оригинал точно представляет килограмм"

Блин, XXI век на дворе, а тут - такое...
   
EE Татарин #18.09.2007 15:54  @au#15.09.2007 15:29
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
au> Глупость какая-то. Заменить платиновый цилиндр на кремниевый шар, и тем заменить один уникальный артефакт на другой. Потом этот шар подокислится на поверхности, и потяжелеет чуток..
au> Есть протон, у всех под рукой — чем не эталон массы? Если это сильно трудно, труднее чем время считать через переходы атома, то есть элементы с единственным стабильным изотопом, и потому простая функция массы протона и нейтрона — чем плохо? У кремния целых три стабильных изотопа, все представлены, фиг отчистишь Si-28 от них.
au> С единственным изотопом: Al, As, Be, Bi, Cs, Co, F, Au(!), Ho, In, I, La, Lu, Mn, Nb, P, Pr, Re, Rh, Rb, Sc, Na, Ta, Tb, Tm, V, Y. Хоть в чистом виде то же золото, хоть устойчивое соединение на выбор, фторид цезия какой-нибудь — кому что нравится, тот же эталон, только с коэффициентом. "Нечего надеть!"©, блин...
Нет уж. Либо "эталон", либо " с коэффициентом". Это принципиально. Подумайте сами - кто и как эти "коэффициенты" будет выводить? Это ОЧЕНЬ сложно, то что просто измерить с пятью-семью значащими цифрами, становится просто невозможным, когда требуется точность до 12-й.
У метрологов свои заморочки.

Вот простой пример: дефект массы, который по мс2 . Энергия химической связи - единицы эВ, энергия в массе вещества - десятки ГэВ. Уже даже от химического/агрегатного состояния вещества поправки в десятом знаке. :)
   
AU au #18.09.2007 18:47  @Татарин#18.09.2007 15:54
+
-
edit
 

au

   
★★☆
Татарин> Нет уж. Либо "эталон", либо " с коэффициентом". Это принципиально. Подумайте сами - кто и как эти "коэффициенты" будет выводить? Это ОЧЕНЬ сложно, то что просто измерить с пятью-семью значащими цифрами, становится просто невозможным, когда требуется точность до 12-й.

Ничего не "нет уж". Каков эталон времени, и в чём оно измеряется? Ага. Так что и массу можно через протон выразить, а мерять в килограммах с коеффициентом. Умножение на коэффициент ничем не осложняет метрологию. Проблем хватает, выдумывать новые не надо.

Как выводить: 1 эталонная единица массы = масса покоя одного протона.

Татарин> Вот простой пример: дефект массы, который по мс2 . Энергия химической связи - единицы эВ, энергия в массе вещества - десятки ГэВ. Уже даже от химического/агрегатного состояния вещества поправки в десятом знаке. :)

Ну тогда гадайте почему платина усохла, может эти заморочки более интересны...
   

Anika

координатор
★★☆
andry_p> Примесь нестабильного изотопа в главном эталоне?
andry_p> Или поток неитронов со стороны, под действием которого потихоньку идут ядрёные реакции в образце?
Во-во.
По идее, предмет типа эталона со временем должен тяжелеть. Космические частицы частично задерживаются в нём, не так ли?
Легчать ему не с чего.
Значит, все эталоны тяжелеют, а парижский почему-то нет. Возможно, он лежит в глубоком-преглубоком подвале, а остальные - на поверхности.
Вся рота, так сказать, идёт не в ногу.
   

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
marata> металлический цилиндр, который вот уже 118 лет является международным эталоном одного килограмма и хранится под тремя замками во Франции, загадочным образом теряет вес, передает агентство Ассошиэйтед Пресс.
marata> По словам сотрудника Международного бюро мер и весов Ричарда Дэвиса (Richard Dаvis), эталон весит в среднем на 50 микрограммов меньше цилиндров, которые привозят для сверки из других стран.

До чего же интересная история!
Любопытно, чем кончилась?

(и как это я её в своё время пропустил! А, оно было не в "Научном", а в "За жизнь", ну понятно)

marata> В 1889 году этот цилиндр был изготовлен в соответствии с последними достижениями науки: он представляет собой сплав из платины и иридия 3,9 сантиметра высотой и в диаметре.

Первый вопрос, который возникает - а каковы на тот момент были возможные погрешности в определении и реализации точности размерностей и веса эталонов. Может они исходно различались на эти микрограммы, а этого просто не могли заметить до какого-то момента?

Второй вопрос (почти совпадает с первым, но не совсем) - именно вот геометрия насколько точно совпадала, с какими погрешностями? И на что больше ориентировались при изготовлении - непосредственно на массу, или на линейные размеры?
   97.0.4692.9997.0.4692.99

U235

координатор
★★★★★
a.p.> Или поток неитронов со стороны, под действием которого потихоньку идут ядрёные реакции в образце?

У протия сечение поглощения нейтрона, слава Богу, невелико, и подобные реакции идут долго. Но идут, это да. По-хорошему, лучше тогда уж использовать в качестве эталона массы дейтрон. Вот он практически не поглощает нейтроны. Гелий-4, вроде, тоже относительно неплох
   2626
FI Татарин #14.05.2026 14:33  @U235#14.05.2026 14:25
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
a.p.>> Или поток неитронов со стороны, под действием которого потихоньку идут ядрёные реакции в образце?
U235> У протия сечение поглощения нейтрона, слава Богу, невелико, и подобные реакции идут долго. Но идут, это да. По-хорошему, лучше тогда уж использовать в качестве эталона массы дейтрон. Вот он практически не поглощает нейтроны. Гелий-4, вроде, тоже относительно неплох
Гелий-4, углерод-12... или кремний-28 :) который и предлагали. :)
Гелий или водород использовать для эталона неудобно: оболочка замучает, а вот углерод-12 рассматривали.
   148.0.0.0148.0.0.0

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Anika> По идее, предмет типа эталона со временем должен тяжелеть. Космические частицы частично задерживаются в нём, не так ли?
Anika> Легчать ему не с чего.

Допустим, высокоэнергичные частицы ВЫШИБАЮТ атомы из эталона. Вышибают либо впрямую, либо помогая провзаимодействовать с окружающей атмосферой, и улететь в виде молекулы. (в первом случае, условно, можно говорить о размене ядра водорода на ядро иридия - вот уже облегчение; даже если водород остался в образце - и не улетучился потом - и даже если лишь 1 из 10-ти протонов кого-нибудь вышиб вон).
Схема очень условная, но как общая идея.

Конечно, дело скорее всего не в космике, а в чём-то несколько более прозаичном, хотя ничуть не более простом. Сорбция-десорбция на поверхности или даже в глубине, на микротрещинах и дислокациях, и всё такое (дисклокации и вызванные ими внутрикристаллические поля могут примеси притягивать и "фиксировать"). Ну скорее всего что-нибудь в таком роде. Вплоть до того, что атомы из воздуха, даже гелий в принципе может где-то в решётке накапливаться, в межузловых дефектах.
Возможно, не без участия космики - в принципе способной помочь возникновению смещений, "вышибаний" и прочих дефектов.
   97.0.4692.9997.0.4692.99

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
a.p.> Примесь нестабильного изотопа в главном эталоне?

Наверняка и что-то такое могло быть, тем более что в 1889 никто о таком и не подозревал.
Но тогда надо будет определиться, почему разброс между эталонами оказался достаточно велик, чтобы разницу стало можно отнаблюдать.
   97.0.4692.9997.0.4692.99

U235

координатор
★★★★★
Fakir> Но тогда надо будет определиться, почему разброс между эталонами оказался достаточно велик, чтобы разницу стало можно отнаблюдать.

Насколько мне известно, платиноиды могут иметь и внеземную природу. То есть тупо - какой-то большой булыжник с платиной прилетел когда то. Если эталон сделали из какого-нибудь мутного самородка, который метеоритом оказался, а остальное - из платины земного происхождения, то вполне может быть разница в изотопном составе
   2626

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Ты всерьёз думаешь, что эталоны - именно исходный набор, а не позднейшие копии - могли делать из металла разных партий?
   97.0.4692.9997.0.4692.99
FI Татарин #14.05.2026 15:23  @Fakir#14.05.2026 14:14
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Fakir> Первый вопрос, который возникает - а каковы на тот момент были возможные погрешности в определении и реализации точности размерностей и веса эталонов. Может они исходно различались на эти микрограммы, а этого просто не могли заметить до какого-то момента?
Fakir> Второй вопрос (почти совпадает с первым, но не совсем) - именно вот геометрия насколько точно совпадала, с какими погрешностями? И на что больше ориентировались при изготовлении - непосредственно на массу, или на линейные размеры?
Нет, проблема не в точности измерений, а в окислени/сорбции газа на поверхности и внутри эталона. Парижский эталон постоянно хранился в вакууме, дегазация или, как минимум, отсутствие поглощения газов.
По меньшей мере, официально я читал такую версию.

C 2019-го эталон килограмма определён через баланс Киббла, который измеряет массу на основе константы Планка.
   148.0.0.0148.0.0.0
FI Татарин #14.05.2026 15:26  @U235#14.05.2026 14:55
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Fakir>> Но тогда надо будет определиться, почему разброс между эталонами оказался достаточно велик, чтобы разницу стало можно отнаблюдать.
U235> Насколько мне известно, платиноиды могут иметь и внеземную природу. То есть тупо - какой-то большой булыжник с платиной прилетел когда то. Если эталон сделали из какого-нибудь мутного самородка, который метеоритом оказался, а остальное - из платины земного происхождения, то вполне может быть разница в изотопном составе
Это не имеет значения, потому что массы изменились. Ну, в смысле, ты, по сути, пытаешься задать вопрос, "что легче - килограмм железа или килограмм пуха килограмм таких изотопов или этаких?"
Пока изотопы стабильны (а они хорошо стабильны, поэтому и платина+иридий), всё ОК, неважно из каких изотопов ты делаешь копию килограмма.
   148.0.0.0148.0.0.0
FI Татарин #14.05.2026 15:28  @Fakir#14.05.2026 15:22
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Fakir> Ты всерьёз думаешь, что эталоны - именно исходный набор, а не позднейшие копии - могли делать из металла разных партий?
Да запросто.

Платина и иридий достаточно дорогие и сложные в обработки металлы, чтобы делать эталоны по одному из "чего под руку попало". В смысле, для разных килограммов иметь платину из разных мест и не различать разные платины между собой. Об изотопах тогда понятия не имели. Химически чистое? Ну и ОК, ну и ладушки.
   148.0.0.0148.0.0.0
RU U235 #14.05.2026 15:35  @Татарин#14.05.2026 15:26
+
-
edit
 

U235

координатор
★★★★★
Татарин> Пока изотопы стабильны (а они хорошо стабильны, поэтому и платина+иридий), всё ОК

Ну а если добавим нейтронное космическое облучение?
   2626
FI Татарин #14.05.2026 15:41  @U235#14.05.2026 15:35
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Татарин>> Пока изотопы стабильны (а они хорошо стабильны, поэтому и платина+иридий), всё ОК
U235> Ну а если добавим нейтронное космическое облучение?
На такой объём порядка 0.1-10 нейтронов в секунду. В году ~2.7E7 секунд, прошло 140 лет, 3Е8..3E10 нейтронов, делим на 6.022Е23 ~= 2E-12..2Е-14 моля.
Молярная масса нейтронов ~=1 (грамм на моль), то есть поправка к эталону килограмма максимум в 15-17-м знаке при условии полного поглощения всех нейтронов и отсутствии (гамма, n), (n, 2n) и т.п..

эталон весит в среднем на 50 микрограммов меньше цилиндров, которые привозят для сверки из других стран.
 

50 микрограмм - это для килограмма 8-й знак. Это вот прям очень много по меркам всяких ядерных эффектов.
   148.0.0.0148.0.0.0
RU U235 #14.05.2026 15:44  @Татарин#14.05.2026 15:28
+
-
edit
 

U235

координатор
★★★★★
Татарин> Платина и иридий достаточно дорогие и сложные в обработки металлы, чтобы делать эталоны по одному из "чего под руку попало". В смысле, для разных килограммов иметь платину из разных мест и не различать разные платины между собой. Об изотопах тогда понятия не имели. Химически чистое? Ну и ОК, ну и ладушки.

Вот кстати вопрос - насколько чистое. Осмий, например, имеет летучий оксид :)
   2626
RU U235 #14.05.2026 15:49  @Татарин#14.05.2026 15:41
+
-
edit
 

U235

координатор
★★★★★
Татарин> 50 микрограмм - это для килограмма 8-й знак. Это вот прям очень много по меркам всяких ядерных эффектов.

И кстати инфо к размышлению: Иридий имеет два стабильных изотопа: 191 и 193. Причем 191, поглотив нейтрон и став нестабильным изотопом 192 имеет канал распада в осмий, с тем самым летучим оксидом
   2626
CA Fakir #14.05.2026 15:55  @Татарин#14.05.2026 15:23
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Татарин> Нет, проблема не в точности измерений, а в окислени/сорбции газа на поверхности и внутри эталона.

Э! Так это же теснейше связанные вещи. Ну сам прикинь: сорбция происходит в основном на/через поверхность, а если из-за неточности исходных измерений и погрешностей изготовления площади эталонов несколько отличаются (даже если допустить, что массы при этом выдержаны точно)?

Татарин> Парижский эталон постоянно хранился в вакууме, дегазация или, как минимум, отсутствие поглощения газов.

Как минимум первые 30 лет хранения там просто не могло быть мало-мальски приличного вакуума. Контролировать параметры под колпаками тоже толком не смогли бы, даже если б пытались.

До самого конца 1920-х никто даже не подозревал, что гелий натекает через стекло.

При этом другие эталоны тоже по идее должны были храниться аналогично парижскому. По крайней мере, фотка американского намекает:

Татарин> C 2019-го эталон килограмма определён через баланс Киббла, который измеряет массу на основе константы Планка.

Это совсем другая история. Не про причины изменений массы классических эталонов.
Кстати, смутно припоминая, что и с эталонами метра были какие-то несходансы.
   97.0.4692.9997.0.4692.99
1 2 3

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Статистика
Рейтинг@Mail.ru