Майкл Сток (Michael Stock), сотрудник Международного бюро мер и весов (фр. Bureau International des Poids et Mesures) в Париже, Франция, предложил новое определение эталона килограмма, основанной на связи между массой и постоянной Планка — фундаментальной единицей измерения в квантовой физике, сообщает Daily Mail. О необходимости менять определение килограмма доктор Сток рассказал вчера на заседании Королевского научного общества (Royal Society), Лондон, Великобритания. Вероятнее всего, новое определение будет введено на Генеральной конференции по мерам и весам (General Conference on Weights and Measures), которая пройдет в Париже в 2015 году.
Необходимость пересмотреть определение килограмма назрела, когда стало известно, что эталон килограмма, который с 1879 года хранится в Палате мер и весов, теряет свой вес. При очередном контрольном взвешивании выяснилось, что эталон килограмма уменьшился на 50 мкг. По мнению специалистов в области метрологии, это может серьёзно исказить результаты сложных научных вычислений: от величины эталона массы зависят многие постоянные и производные системы измерений.
Пока эталоном килограмма служит цилиндр, сделанный из сплава из платины и иридия диаметром и высотой 38 мм. Он хранится в г. Севре неподалеку от Парижа в темном закрытом помещении, под тремя герметичными стеклянными колпаками, которые, в свою очередь, стоят в сейфе. Его достают оттуда крайне редко, — либо для проверки, либо для изготовления копии. Эталон запрещено мыть, полировать и даже лишний раз притрагиваться к нему, — все это может повлиять на его вес. Пока не ясно, почему, несмотря на все предосторожности, эталон все-таки стал легче. Основная версия состоит в том, что из цилиндра испарился газ, случайно попавший в сплав во время изготовления эталона.
Одни ученые предлагали заменить нынешний эталон новым, с правильным весом, другие выступили с предложением не привязываться к определенному объекту и вместо этого ввести определение килограмма. Уже было предложено несколько определений: в 2007 году физики Рональд Фокс (Ronald Fox) и математик Теодор Хилл (Theodore Hill) предлагали определить килограмм как ровно 18x140744813 (50184508190229061679538) атомов углерода-12. В прошлом году было высказано предложение учесть в этом качестве массу куба из атомов изотопа углерода-12, грань которого составляет 8,11 см. Также предлагалось использовать в качестве эталона килограмма тело, эквивалентная энергия которого соответствует энергии такого числа протонов, суммарная частота колебаний которых равна 2997924582/66260693) х 104 Гц.
Один из вариантов решения этой проблемы предложила в 2008 году группа исследователей под руководством Петера Бекера из Национального института метрологии в Брауншвейге. Ученые проинформировали общество, что заменой "полегчавшему" эталону единицы веса станет 10-сантиметровая сфера из кремния. Атомы этого вещества идеально подходят для этого из-за своей стабильности. В нормальных условиях они почти не разрушаются, а все разрушения легко просчитываются.
Ученые пытаются найти новый эталон единицы веса
Формула связи фундаментальных физических констант и нахождение абсолютно точных эталонов в метрологии через фундаментальные физические константы.
1) Формула связи фундаментальных физических констант
Автор предположил ,что гравитация есть хвостик от взаимодействия всех трех взаимодействий поэтому можно предположить, что искомая формула будет иметь следующий вид:
( 1 )
Где: - коэффициент, задаваемый слабым взаимодействием;
- коэффициент, задаваемый электромагнитным взаимодействием;
- коэффициент, задаваемый ядерным взаимодействием.
По своей значимости, предложенная формула связи констант претендует на объединение всех четырёх видов взаимодействий. Формула была найдена(1989 г) статье (1*).: ( 2 )
2) Практические доказательства формулы.
Формула ( 2 ) требует практического примера её проверки. Таким примером является расчёт значения постоянной тяготения: ( 3 ) В формуле (3), самая большая погрешность – у постоянной тяготения, исходя из этого можно найти G с большей точностью, чем табличное значение :
КОДАТА на 1976г Табличное
КОДАТА (ФФК) на 1976г Формула
КОДАТА на 1986г Табличное
КОДАТА (ФФК) на 1986г Формула
КОДАТА на 2006г Табличное
КОДАТА (ФФК) на 2006г Формула
КОДАТА на 2010г Табличное
КОДАТА (ФФК) на 2010г Формула
1) Формула связи фундаментальных физических констант
Автор предположил ,что гравитация есть хвостик от взаимодействия всех трех взаимодействий поэтому можно предположить, что искомая формула будет иметь следующий вид:
( 1 )
Где: - коэффициент, задаваемый слабым взаимодействием;
- коэффициент, задаваемый электромагнитным взаимодействием;
- коэффициент, задаваемый ядерным взаимодействием.
По своей значимости, предложенная формула связи констант претендует на объединение всех четырёх видов взаимодействий. Формула была найдена(1989 г) статье (1*).: ( 2 )
2) Практические доказательства формулы.
Формула ( 2 ) требует практического примера её проверки. Таким примером является расчёт значения постоянной тяготения: ( 3 ) В формуле (3), самая большая погрешность – у постоянной тяготения, исходя из этого можно найти G с большей точностью, чем табличное значение :
КОДАТА на 1976г Табличное
КОДАТА (ФФК) на 1976г Формула
КОДАТА на 1986г Табличное
КОДАТА (ФФК) на 1986г Формула
КОДАТА на 2006г Табличное
КОДАТА (ФФК) на 2006г Формула
КОДАТА на 2010г Табличное
КОДАТА (ФФК) на 2010г Формула
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Формула связи фундаментальных физических констант и возможные ошибки при определении нового эталона килограмма через фун
2015 году из наиболее прецизионных измерений получено рекомендованное значение числа Авогадро
NA = 6,022 140 82(11)•1023 моль−1 занижено на 7,8 сигма
Значение NA = 2014-15г сильно занижено на 7-8 сигма и если на основании этих значений принять новый эталон килограмма то это приведет к не учтенным сдвигам в значениях других констант…
(пример со скоростью света и значением 2014 года α )
Но если со скорость света ошибка в 9 знаке, то с Авогадро это ошибка в7-8 знаке…
NA = 6,022 140 82(11)•1023 моль−1 занижено на 7,8 сигма
Значение NA = 2014-15г сильно занижено на 7-8 сигма и если на основании этих значений принять новый эталон килограмма то это приведет к не учтенным сдвигам в значениях других констант…
(пример со скоростью света и значением 2014 года α )
Но если со скорость света ошибка в 9 знаке, то с Авогадро это ошибка в7-8 знаке…
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
https://www.partner-inform.de/partner/detail/2018 ... ramma-shar-iz-kremnija?lang=ru
Вопрос знатокам, что тяжелее: килограмм железа или килограмм дерева. Ответ вы, конечно, знаете.
Поскольку масса измеряется именно килограммами и ее производными (граммами, тоннами, миллиграммами...), то вопрос эталонной единицы массы является для современной науки и техники чрезвычайно важным. Об том мы уже писали несколько лет назад. В Брауншвейге, в Земельном физико-техническом агентстве создан новый эталон килограмма в виде шара из кремния. Стандарт массы требуется ученым всего мира, и должен он быть единым. В основе стандарта находится не размер (диаметр шара или ребро куба), а число атомов в нем, причем атомов самого устойчивого изотопа, в данном случае – кремния-28. Всего планируется изготовить восемь абсолютно одинаковых стандартных кремниевых шаров-эталонов, каждый диаметром в 9,4 см. Первый из них, считающийся всё же прототипом, недавно обрел хозяев: он куплен Тайванем. Кроме того, будут изготовлены копии несколько более низкого качества, но более высокого, чем существующий стандарт – цилиндр из платино-иридиевого сплава, который с года создания (1898) каким-то до конца не понятным образом «похудел» на 50 микрограмм.
https://www.partner-inform.de/public/files/partner/0318/8958_1521647517.jpg
Кремниевый эталонный килограмм из Брауншвейга
Кстати, если взвешивать не в вакууме, а на воздухе, то килограмм железа оказывается тяжелее килограмма древесины, виноват Архимед со своим законом.
ria.ru/atomtec/20170417/1492409833.html
В Институте химии высокочистых веществ имени Девятых (ИХВВ, Нижний Новгород) разработана и реализована фторидно-гидридная технология, позволяющая устойчиво получать крупногабаритные образцы поликристаллического стабильного изотопа кремний-28, который необходим для создания нового международного эталона массы.
Изготовленный более ста лет назад платино-иридиевый эталон килограмма, который хранится в Международном бюро мер и весов в городе Севр близ Парижа, постепенно (хоть и очень небольшими порциями) теряет свои атомы, в результате уменьшается его масса. Поэтому в 2005 году по рекомендации Международного бюро мер и весов началась разработка новых определений основных единиц измерения, в том числе единицы массы — килограмма. Новый эталон будет иметь вид идеального шара, изготовленного из монокристалла стабильного изотопа кремния-28.
Этот изотоп оказался удобен для создания эталона массы потому, что образцы из него хотя и будут тоже терять атомы, но скорость их потери можно будет определить с высокой точностью и вовремя внести необходимые поправки.
Новый эталон будет изготовлен в рамках международных проектов "Авогадро", "Килограмм-2" и "Килограмм-3" по уточнению постоянной Авогадро и созданию нового эталона массы в лаборатории Физико-технического федерального ведомства Германии в Брауншвейге. "Выращиванием" монокристалла кремния-28 для этого эталона занимается Институт роста кристаллов в Берлине. Наработку поликристаллического кремния, из которого будет создан монокристалл, ведет Институт химии высокочистых веществ имени Девятых. А первичное, исходное сырье — тетрафторид кремния-28 — поставило предприятие топливной компании Росатома ТВЭЛ "Электрохимический завод" (Зеленогорск, Красноярский край).
Как отмечается в докладе, уже получены четыре образца поликристаллического кремния-28 массой более шести килограммов каждый.
Ожидается, что новый эталон килограмма займет свое место в Палате мер и весов в Париже в 2018 году.
https://www.nsk.kp.ru/daily/26161/3048707/
...Ученые озадачились созданием нового идеального мерила. В отличие от нынешнего килограммового цилиндра, новый эталон будет сделан в форме шара из искусственно выращенного кристалла кремния-28. Этот шар серебристого цвета диаметром около 10 сантиметров «вырастят» в берлинском институте из маленьких поликристаллов, полученных в Институте химии высокочистых веществ в Нижнем Новгороде. В свою очередь, сырье для этих поликристаллов - тетрафторид кремния - предоставит зеленогорский «Электрохимический завод».
http://www.nanonewsnet.ru/news/2018/rosatom-posta ... talona-massy-novogo-pokoleniya
...В 2018 году Электрохимический завод (АО "ПО ЭХЗ», входит в ТВЭЛ) завершит поставки изотопа поликристаллического моноизотопного кремния 28Si в рамках реализации международного научного проекта «Килограмм-3», направленного на создание эталона массы нового поколения. Последняя отгрузка в Германию партии стабильного изотопа кремния 28Si в форме поликристалла намечена на четвертый квартал 2018 года", – говорится в сообщении.
Вопрос знатокам, что тяжелее: килограмм железа или килограмм дерева. Ответ вы, конечно, знаете.
Поскольку масса измеряется именно килограммами и ее производными (граммами, тоннами, миллиграммами...), то вопрос эталонной единицы массы является для современной науки и техники чрезвычайно важным. Об том мы уже писали несколько лет назад. В Брауншвейге, в Земельном физико-техническом агентстве создан новый эталон килограмма в виде шара из кремния. Стандарт массы требуется ученым всего мира, и должен он быть единым. В основе стандарта находится не размер (диаметр шара или ребро куба), а число атомов в нем, причем атомов самого устойчивого изотопа, в данном случае – кремния-28. Всего планируется изготовить восемь абсолютно одинаковых стандартных кремниевых шаров-эталонов, каждый диаметром в 9,4 см. Первый из них, считающийся всё же прототипом, недавно обрел хозяев: он куплен Тайванем. Кроме того, будут изготовлены копии несколько более низкого качества, но более высокого, чем существующий стандарт – цилиндр из платино-иридиевого сплава, который с года создания (1898) каким-то до конца не понятным образом «похудел» на 50 микрограмм.
https://www.partner-inform.de/public/files/partner/0318/8958_1521647517.jpg
Кремниевый эталонный килограмм из Брауншвейга
Кстати, если взвешивать не в вакууме, а на воздухе, то килограмм железа оказывается тяжелее килограмма древесины, виноват Архимед со своим законом.
ria.ru/atomtec/20170417/1492409833.html
В Институте химии высокочистых веществ имени Девятых (ИХВВ, Нижний Новгород) разработана и реализована фторидно-гидридная технология, позволяющая устойчиво получать крупногабаритные образцы поликристаллического стабильного изотопа кремний-28, который необходим для создания нового международного эталона массы.
Изготовленный более ста лет назад платино-иридиевый эталон килограмма, который хранится в Международном бюро мер и весов в городе Севр близ Парижа, постепенно (хоть и очень небольшими порциями) теряет свои атомы, в результате уменьшается его масса. Поэтому в 2005 году по рекомендации Международного бюро мер и весов началась разработка новых определений основных единиц измерения, в том числе единицы массы — килограмма. Новый эталон будет иметь вид идеального шара, изготовленного из монокристалла стабильного изотопа кремния-28.
Этот изотоп оказался удобен для создания эталона массы потому, что образцы из него хотя и будут тоже терять атомы, но скорость их потери можно будет определить с высокой точностью и вовремя внести необходимые поправки.
Новый эталон будет изготовлен в рамках международных проектов "Авогадро", "Килограмм-2" и "Килограмм-3" по уточнению постоянной Авогадро и созданию нового эталона массы в лаборатории Физико-технического федерального ведомства Германии в Брауншвейге. "Выращиванием" монокристалла кремния-28 для этого эталона занимается Институт роста кристаллов в Берлине. Наработку поликристаллического кремния, из которого будет создан монокристалл, ведет Институт химии высокочистых веществ имени Девятых. А первичное, исходное сырье — тетрафторид кремния-28 — поставило предприятие топливной компании Росатома ТВЭЛ "Электрохимический завод" (Зеленогорск, Красноярский край).
Как отмечается в докладе, уже получены четыре образца поликристаллического кремния-28 массой более шести килограммов каждый.
Ожидается, что новый эталон килограмма займет свое место в Палате мер и весов в Париже в 2018 году.
https://www.nsk.kp.ru/daily/26161/3048707/
...Ученые озадачились созданием нового идеального мерила. В отличие от нынешнего килограммового цилиндра, новый эталон будет сделан в форме шара из искусственно выращенного кристалла кремния-28. Этот шар серебристого цвета диаметром около 10 сантиметров «вырастят» в берлинском институте из маленьких поликристаллов, полученных в Институте химии высокочистых веществ в Нижнем Новгороде. В свою очередь, сырье для этих поликристаллов - тетрафторид кремния - предоставит зеленогорский «Электрохимический завод».
http://www.nanonewsnet.ru/news/2018/rosatom-posta ... talona-massy-novogo-pokoleniya
...В 2018 году Электрохимический завод (АО "ПО ЭХЗ», входит в ТВЭЛ) завершит поставки изотопа поликристаллического моноизотопного кремния 28Si в рамках реализации международного научного проекта «Килограмм-3», направленного на создание эталона массы нового поколения. Последняя отгрузка в Германию партии стабильного изотопа кремния 28Si в форме поликристалла намечена на четвертый квартал 2018 года", – говорится в сообщении.
Прощай «старый» килограмм – новый международный эталон на подходе
Все стандартные единицы, кроме килограмма, Международной системы единиц СИ определяются с помощью фундаментальных физических свойств и законов. Первый эталон килограмма, в виде платиновой гири, был изготовлен еще в 1799 году, но его масса оказалась на 0,028 г больше массы 1 куб. дм воды при 4°С, определенного как стандарт. Существующий современный эталон килограмма был создан в 1889 году в виде цилиндра с высотой и диаметром 39,17 мм из платино-иридиевого сплава (90% платины, 10% иридия). С 19-го века этот эталон хранится в Международном бюро мер и весов около Парижа под тремя герметичными стеклянными колпаками и в публикациях часто фигурирует под названием Le Grand K.
Для охвата всей планеты было изготовлено более 80 официальных копий эталона, которые используются как национальные стандарты килограмма. Раз в 40 лет проводятся процедуры сравнения копий и измерения приносят неутешительные результаты.
Максимальная разница между копиями относительно эталона достигает 50 мкг (микрограмм), что не может не беспокоить ученых....
Уже в этом месяце международное сообщество ученых собирается свергнуть почти 130-летнего «короля килограммов» и заменить его современным высокотехнологичным устройством, известным под названием «баланс Киббла» (Kibble balance). Это устройство названо в честь британского физика и новатора-метролога Брайана Питера Киббла из Национальной физической лаборатории Великобритании (NPL).
Не вдаваясь в технологические тонкости, можно описать устройство «баланс Киббла» как некий измерительный прибор, позволяющий с высокой точностью получить так называемый «электрический» или «электронный» килограмм. До смерти изобретателя в 2016 году это устройство называлось «ватт баланс», ведь масса в этом приборе пропорциональна произведению тока и напряжения, которое измеряется в ваттах. Электрический ток и разность потенциалов измеряются в единицах СИ, а устройство «баланс Киббла» становится инструментом для измерения массы в единицах СИ.
Научные лаборатории во всем мире могут построить работающий прибор «баланс Киббла» и измерять массы с такой точностью, с которой в настоящее время измеряется постоянная Планка ..... Использованы материалы Dailymail
https://econet.ru/articles/174765-peresmotr-siste ... era-kilogramma-kelvina-i-molya
.....Руководство международной организации проголосует за предложенные изменения на Генеральной конференции по мерам и весам в 2018 году, а в случае положительного решения изменения вступят в силу с мая 2019 года.
.....Проблема с эталоном килограмма состоит в том, что любые материалы могут терять атомы или, наоборот, пополняться атомами из окружающего пространства. В частности, различные официальные копии эталонного килограмма, который хранится в Севре, отличаются по весу от официального эталона. Разница достигает 60 микрограмм. Такие изменения произошли за более чем 100 лет с момента создания копий.
Ещё одна проблема с единицами измерения фиксированного масштаба — то, что элемент неопределённости (погрешность) увеличивается по мере удаления от этой фиксированной точки (эталона). Например, сейчас при измерении миллиграмма элемент неопределённости в 2500 раз больше, чем при измерении килограмма.
Эта проблема решается, если определить единицу измерения через другую физическую постоянную. Собственно, в новом определении килограмма так и сделано: здесь используется постоянная Планка.
Новое определение: 1 килограмм равен постоянной Планка, поделенной на 6,626070040 × 10−34 м−25. Для выражения единицы требуется постоянная Планка.
Измерение массы на практике возможно с помощью ваттовых весов: через два отдельных эксперимента со сравнением механической и электромагнитной силы, а затем путём перемещения катушки через магнитное поле для создания разности потенциалов (на иллюстрации внизу). Грубо говоря, масса вычисляется через электроэнергию, которая необходима, чтобы поднять предмет, лежащий на другой чаше весов.
https://nplus1.ru/material/2017/07/11/redefinition
...Для того чтобы в 2018 году переопределение килограмма было официально принято, необходимо соблюсти несколько условий. Во-первых, измерения должны быть выполнены как минимум тремя независимыми исследовательскими группами, причем одна из них должна использовать измерения, основанные на отличных от двух других групп физических принципах. Во-вторых, требования к их точности предъявляются очень высокие: неопределенность измерения постоянной Планка не должна превышать 50×10-9, а хотя бы для одной исследовательской группы — 20×10-9.
Как измерить постоянную Планка
Ученые из Национального института стандартов и технологий США решили использовать для уточнения постоянной Планка весы Киббла. Их конструкция была разработана Брайаном Кибблом, специалистом Национальной физической лаборатории Великобритании, еще в 1975 году. В таких весах поддон, на который устанавливается эталон, прикреплен к катушке, расположенной между двумя сильными постоянными магнитами. Подавая ток на катушку, ученые создают магнитное поле, которое при определенной силе тока уравновешивает силу тяжести, действующую на груз. Поскольку масса эталона и величина подаваемого на катушку тока известны, с помощью уравнения ватт-баланса можно вычислить постоянную Планка с высокой точностью.
В последнее время физики накопили статистические данные по таким измерениям, а также немного переработали физическую модель, в частности, пересмотрели влияние магнитного поля катушки на установку. Тридцатого июня специалисты NIST опубликовали статью, в которой заявили, что им удалось измерить постоянную Планка с точностью до 13 миллиардных долей (13×10-9), что удовлетворяет требованием резолюции о переопределении величин.
Второй подход разработали в Национальном метрологическом институте Германии. Там создали практически идеально гладкие сферы из кремния диаметром около 93,5 миллиметра с шероховатостью, не превышающей трех десятых нанометра, и отклонениями от сферической формы до нескольких десятков нанометров. Это настолько мало, что если такую сферу масштабировать до размеров Земли, отклонения от идеально ровной формы не будут превышать нескольких метров. Сферы сделаны из монокристалла кремния, причем одного изотопа — 28SI. Кремний был выбран из-за того, что благодаря развитой полупроводниковой промышленности существуют методы получения кремниевых объектов практически идеального строения. Примесей в такой сфере настолько мало, что его масса отличается от идеальной меньше, чем на одну десятимиллионную долю грамма.
Поскольку сферу можно считать практически идеальной с точки зрения кристаллического строения и состава, а ее масса равна массе эталона килограмма, то, точно измерив ее размер, период кристаллической решетки и плотность упаковки атомов, ученые могут узнать количество атомов в ней. Исходя из этого можно получить число Авогадро, а затем постоянную Планка. На данный момент ученые смогли измерить число Авогадро с неопределенностью в 20 миллиардных долей.
Помимо этих двух групп, существуют и другие. Например, физики из Национального исследовательского института Канады также используют весы Киббла и, по их данным, достигли даже большей точности — 9,1 миллиардных доли.
Таким образом, заявляемые различными группами результаты удовлетворяют требованиям резолюции 2011 года и дают основания полагать, что переход от эталона к новому определению все-таки состоится в конце 2018 года...
ФГУП «ВНИИМ ИМ. Д.И.МЕНДЕЛЕЕВА» Направления совершенствования ЭТАЛОННОЙ БАЗЫ в период подготовки к переопределению основных единиц СИ
... ПУТИ РЕАЛИЗАЦИИ НОВОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИЛОГРАММА
ЧЕРЕЗ ПОСТОЯННУЮ ПЛАНКА
• измеренную с помощью ватт-весов, джоуль-весов
• измеренную с помощью установки с левитирующим телом в поле сверхпроводящего магнита
ЧЕРЕЗ ПОСТОЯННУЮ АВОГАДРО
• измеренную на основе моноизотопного монокристалла кремния 28Si
ПЕРЕОПРЕДЕЛЕНИЕ КИЛОГРАММА ОСНОВНЫЕ УЧАСТНИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
IAC XRCD Международный комитет по координации работ по определению постоянной Авогадро (IAC) с использованием метода рентгеновского анализа плотности кристалла (XRCD). (страны-участники:
BIPM, INRIM (Италия), the IRMM (Бельгия), the NIST (США), the NMIA (Австралия), the NMIJ/AIST (Япония), the NPL (Великобритания) и PTB (Германия) NIST (США) ватт-весы – определено 3 значения
NRC (Канада) ватт-весы сейчас - 35 ppb ожидание - 25 ppb к дек. 2014 г.
METAS (Швейцария) ватт-весы Mk II 50 ppb последняя цель - 10 ppb
LNE (Франция) ватт-весы - 100 ppb в 2013 г., 50 ppb в 2015 г. , ~75 ppb к дек. 2014?
МБМВ ватт-весы < 50 ppb к 2018 г.
NIM (Китай) джоуль-весы, нет опубликованных результатов, цель <100 ppb к 2019 г.
MSL (Новая Зеландия) ватт-весы - первые измерения 2014 г. , но нет опубликованных результатов, цель 10ppb
KRISS (Корея) ватт-весы – ожидает результаты к 2017 г.
NMIJ (Япония),
NPLI (Индия),
PTB (Германия) ватт-весы ведутся работы
РЕАЛИЗАЦИЯ НА ОСНОВЕ ВАТТ-ВЕСОВ (примеры)...
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ПОДГОТОВКА К ПЕРЕОПРЕДЕЛЕНИЮ КИЛОГРАММА
Безусловное значительное отставание. Подготовительные работы НИР «Масса-ФФК» (2015-2016 г.г.) в рамках ФЦП основной исполнитель ВНИИМ соисполнитель ВНИИОФИ
НИОКР «Создание и внедрение системы передачи единицы массы от ГПЭ килограмма с помощью вакуумного компаратора и создание группового эталона единицы массы на основе рекомендаций Консультативного Комитета по Массе» (2017-2018 гг., 210 млн.руб.)
Результаты:
Создание группового эталона единицы массы на основе артефактов из различных материалов (монокристаллический кремний, нержавеющая сталь, и др., рекомендованные ККМ) в т. ч.малой массы (от 50 до 900 мкг) для исследования долговременной - на протяжении десятков лет - стабильности.
Оснащение лаборатории средствами для исследования структурных изменений артефактов.
НИОКР «Теоретические и экспериментальные исследования, направленные на создание
эталонных систем для реализации определения килограмма на основе стабильных физических постоянных» (2018-2024 гг., 900 млн.руб.)
Результаты:
Создание эталонных систем эталона килограмма, реализующих новое определение единицы массы на основе постоянной Планка и постоянной Авогадро, и совершенствование эталонов единиц механических, электрических, магнитных величин и единицы температуры, необходимое для реализации нового определения килограмма....
еще https://www.nist.gov/si-redefinition/kilogram-introduction
Все стандартные единицы, кроме килограмма, Международной системы единиц СИ определяются с помощью фундаментальных физических свойств и законов. Первый эталон килограмма, в виде платиновой гири, был изготовлен еще в 1799 году, но его масса оказалась на 0,028 г больше массы 1 куб. дм воды при 4°С, определенного как стандарт. Существующий современный эталон килограмма был создан в 1889 году в виде цилиндра с высотой и диаметром 39,17 мм из платино-иридиевого сплава (90% платины, 10% иридия). С 19-го века этот эталон хранится в Международном бюро мер и весов около Парижа под тремя герметичными стеклянными колпаками и в публикациях часто фигурирует под названием Le Grand K.
Для охвата всей планеты было изготовлено более 80 официальных копий эталона, которые используются как национальные стандарты килограмма. Раз в 40 лет проводятся процедуры сравнения копий и измерения приносят неутешительные результаты.
Максимальная разница между копиями относительно эталона достигает 50 мкг (микрограмм), что не может не беспокоить ученых....
Уже в этом месяце международное сообщество ученых собирается свергнуть почти 130-летнего «короля килограммов» и заменить его современным высокотехнологичным устройством, известным под названием «баланс Киббла» (Kibble balance). Это устройство названо в честь британского физика и новатора-метролога Брайана Питера Киббла из Национальной физической лаборатории Великобритании (NPL).
Не вдаваясь в технологические тонкости, можно описать устройство «баланс Киббла» как некий измерительный прибор, позволяющий с высокой точностью получить так называемый «электрический» или «электронный» килограмм. До смерти изобретателя в 2016 году это устройство называлось «ватт баланс», ведь масса в этом приборе пропорциональна произведению тока и напряжения, которое измеряется в ваттах. Электрический ток и разность потенциалов измеряются в единицах СИ, а устройство «баланс Киббла» становится инструментом для измерения массы в единицах СИ.
Научные лаборатории во всем мире могут построить работающий прибор «баланс Киббла» и измерять массы с такой точностью, с которой в настоящее время измеряется постоянная Планка ..... Использованы материалы Dailymail
https://econet.ru/articles/174765-peresmotr-siste ... era-kilogramma-kelvina-i-molya
.....Руководство международной организации проголосует за предложенные изменения на Генеральной конференции по мерам и весам в 2018 году, а в случае положительного решения изменения вступят в силу с мая 2019 года.
.....Проблема с эталоном килограмма состоит в том, что любые материалы могут терять атомы или, наоборот, пополняться атомами из окружающего пространства. В частности, различные официальные копии эталонного килограмма, который хранится в Севре, отличаются по весу от официального эталона. Разница достигает 60 микрограмм. Такие изменения произошли за более чем 100 лет с момента создания копий.
Ещё одна проблема с единицами измерения фиксированного масштаба — то, что элемент неопределённости (погрешность) увеличивается по мере удаления от этой фиксированной точки (эталона). Например, сейчас при измерении миллиграмма элемент неопределённости в 2500 раз больше, чем при измерении килограмма.
Эта проблема решается, если определить единицу измерения через другую физическую постоянную. Собственно, в новом определении килограмма так и сделано: здесь используется постоянная Планка.
Новое определение: 1 килограмм равен постоянной Планка, поделенной на 6,626070040 × 10−34 м−25. Для выражения единицы требуется постоянная Планка.
Измерение массы на практике возможно с помощью ваттовых весов: через два отдельных эксперимента со сравнением механической и электромагнитной силы, а затем путём перемещения катушки через магнитное поле для создания разности потенциалов (на иллюстрации внизу). Грубо говоря, масса вычисляется через электроэнергию, которая необходима, чтобы поднять предмет, лежащий на другой чаше весов.
https://nplus1.ru/material/2017/07/11/redefinition
...Для того чтобы в 2018 году переопределение килограмма было официально принято, необходимо соблюсти несколько условий. Во-первых, измерения должны быть выполнены как минимум тремя независимыми исследовательскими группами, причем одна из них должна использовать измерения, основанные на отличных от двух других групп физических принципах. Во-вторых, требования к их точности предъявляются очень высокие: неопределенность измерения постоянной Планка не должна превышать 50×10-9, а хотя бы для одной исследовательской группы — 20×10-9.
Как измерить постоянную Планка
Ученые из Национального института стандартов и технологий США решили использовать для уточнения постоянной Планка весы Киббла. Их конструкция была разработана Брайаном Кибблом, специалистом Национальной физической лаборатории Великобритании, еще в 1975 году. В таких весах поддон, на который устанавливается эталон, прикреплен к катушке, расположенной между двумя сильными постоянными магнитами. Подавая ток на катушку, ученые создают магнитное поле, которое при определенной силе тока уравновешивает силу тяжести, действующую на груз. Поскольку масса эталона и величина подаваемого на катушку тока известны, с помощью уравнения ватт-баланса можно вычислить постоянную Планка с высокой точностью.
В последнее время физики накопили статистические данные по таким измерениям, а также немного переработали физическую модель, в частности, пересмотрели влияние магнитного поля катушки на установку. Тридцатого июня специалисты NIST опубликовали статью, в которой заявили, что им удалось измерить постоянную Планка с точностью до 13 миллиардных долей (13×10-9), что удовлетворяет требованием резолюции о переопределении величин.
Второй подход разработали в Национальном метрологическом институте Германии. Там создали практически идеально гладкие сферы из кремния диаметром около 93,5 миллиметра с шероховатостью, не превышающей трех десятых нанометра, и отклонениями от сферической формы до нескольких десятков нанометров. Это настолько мало, что если такую сферу масштабировать до размеров Земли, отклонения от идеально ровной формы не будут превышать нескольких метров. Сферы сделаны из монокристалла кремния, причем одного изотопа — 28SI. Кремний был выбран из-за того, что благодаря развитой полупроводниковой промышленности существуют методы получения кремниевых объектов практически идеального строения. Примесей в такой сфере настолько мало, что его масса отличается от идеальной меньше, чем на одну десятимиллионную долю грамма.
Поскольку сферу можно считать практически идеальной с точки зрения кристаллического строения и состава, а ее масса равна массе эталона килограмма, то, точно измерив ее размер, период кристаллической решетки и плотность упаковки атомов, ученые могут узнать количество атомов в ней. Исходя из этого можно получить число Авогадро, а затем постоянную Планка. На данный момент ученые смогли измерить число Авогадро с неопределенностью в 20 миллиардных долей.
Помимо этих двух групп, существуют и другие. Например, физики из Национального исследовательского института Канады также используют весы Киббла и, по их данным, достигли даже большей точности — 9,1 миллиардных доли.
Таким образом, заявляемые различными группами результаты удовлетворяют требованиям резолюции 2011 года и дают основания полагать, что переход от эталона к новому определению все-таки состоится в конце 2018 года...
ФГУП «ВНИИМ ИМ. Д.И.МЕНДЕЛЕЕВА» Направления совершенствования ЭТАЛОННОЙ БАЗЫ в период подготовки к переопределению основных единиц СИ
... ПУТИ РЕАЛИЗАЦИИ НОВОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИЛОГРАММА
ЧЕРЕЗ ПОСТОЯННУЮ ПЛАНКА
• измеренную с помощью ватт-весов, джоуль-весов
• измеренную с помощью установки с левитирующим телом в поле сверхпроводящего магнита
ЧЕРЕЗ ПОСТОЯННУЮ АВОГАДРО
• измеренную на основе моноизотопного монокристалла кремния 28Si
ПЕРЕОПРЕДЕЛЕНИЕ КИЛОГРАММА ОСНОВНЫЕ УЧАСТНИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
IAC XRCD Международный комитет по координации работ по определению постоянной Авогадро (IAC) с использованием метода рентгеновского анализа плотности кристалла (XRCD). (страны-участники:
BIPM, INRIM (Италия), the IRMM (Бельгия), the NIST (США), the NMIA (Австралия), the NMIJ/AIST (Япония), the NPL (Великобритания) и PTB (Германия) NIST (США) ватт-весы – определено 3 значения
NRC (Канада) ватт-весы сейчас - 35 ppb ожидание - 25 ppb к дек. 2014 г.
METAS (Швейцария) ватт-весы Mk II 50 ppb последняя цель - 10 ppb
LNE (Франция) ватт-весы - 100 ppb в 2013 г., 50 ppb в 2015 г. , ~75 ppb к дек. 2014?
МБМВ ватт-весы < 50 ppb к 2018 г.
NIM (Китай) джоуль-весы, нет опубликованных результатов, цель <100 ppb к 2019 г.
MSL (Новая Зеландия) ватт-весы - первые измерения 2014 г. , но нет опубликованных результатов, цель 10ppb
KRISS (Корея) ватт-весы – ожидает результаты к 2017 г.
NMIJ (Япония),
NPLI (Индия),
PTB (Германия) ватт-весы ведутся работы
РЕАЛИЗАЦИЯ НА ОСНОВЕ ВАТТ-ВЕСОВ (примеры)...
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ПОДГОТОВКА К ПЕРЕОПРЕДЕЛЕНИЮ КИЛОГРАММА
Безусловное значительное отставание. Подготовительные работы НИР «Масса-ФФК» (2015-2016 г.г.) в рамках ФЦП основной исполнитель ВНИИМ соисполнитель ВНИИОФИ
НИОКР «Создание и внедрение системы передачи единицы массы от ГПЭ килограмма с помощью вакуумного компаратора и создание группового эталона единицы массы на основе рекомендаций Консультативного Комитета по Массе» (2017-2018 гг., 210 млн.руб.)
Результаты:
Создание группового эталона единицы массы на основе артефактов из различных материалов (монокристаллический кремний, нержавеющая сталь, и др., рекомендованные ККМ) в т. ч.малой массы (от 50 до 900 мкг) для исследования долговременной - на протяжении десятков лет - стабильности.
Оснащение лаборатории средствами для исследования структурных изменений артефактов.
НИОКР «Теоретические и экспериментальные исследования, направленные на создание
эталонных систем для реализации определения килограмма на основе стабильных физических постоянных» (2018-2024 гг., 900 млн.руб.)
Результаты:
Создание эталонных систем эталона килограмма, реализующих новое определение единицы массы на основе постоянной Планка и постоянной Авогадро, и совершенствование эталонов единиц механических, электрических, магнитных величин и единицы температуры, необходимое для реализации нового определения килограмма....
еще https://www.nist.gov/si-redefinition/kilogram-introduction
Историческое международное событие пройдет 13-16 ноября в Париже.
На 26-й Генеральной конференции по мерам и весам будет принято решение об обновлении международной метрической системы на основе единиц SI — той самой СИ, о которой не одно поколение школьников узнавало на первых же уроках физики.
Обновление затронет основные единицы — килограмм, ампер, кельвин, моль, канделу, секунду, метр. В основе этих базовых величин теперь будут не привычные металлические цилиндры под колпаком, а фундаментальные физические константы.
Почему России важно оставаться в авангарде высокой метрологии, как это повлияет на развитие науки и скажется на повседневной жизни обычных людей, РИА Новости рассказал руководитель Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) Алексей Абрамов. Беседовал специальный корреспондент Игорь Ермаченков.
— Алексей Владимирович, где здесь Росстандарт и почему событие можно считать историческим?
— Росстандарт координирует участие нашей страны в переопределении системы единиц на глобальном уровне. От этого во многом зависит, проиграет наша страна в результате этого перехода или останется в клубе ведущих стран, обеспечивающих единство и достоверность измерений.
Для понимания происходящего напомню показательную историю килограмма. До сегодняшнего дня величина килограмма определялась по платиноиридиевому цилиндру.
Эталон килограмма — тот самый цилиндр, который хранится в Международном бюро мер и весов во Франции и считается первичным. В других странах есть его копии, которыми пользуются все, кому важно, чтобы килограмм был именно килограммом. Такой эталон-копия хранится и в России, в Санкт-Петербурге. Это известно всем со школьной скамьи.
Но более чем за сто лет масса и этих эталонов-копий, и, что еще более важно, первичного эталона во Франции претерпела физические изменения. Проще говоря, эталоны стали весить по-разному. В результате сейчас никто в мире не может сказать, какой из имеющихся сейчас по всему миру килограммов — настоящий килограмм. Разница, конечно, не видна, но для метрологии — науки о единстве измерений — она критична.
— Позволю себе обывательский вопрос: что в этом страшного?
— На первый взгляд, людям может быть и не очень-то понятно, к чему нужна такая точность. Какое значение имеет повышение, скажем в сто раз, точности эталона, у которого она уже давно существенно превосходит бытовые потребности. Но нам же килограмм нужен не только для того, чтобы купить упаковку сахара в магазине? А ведь помимо килограмма в системе СИ существуют и другие единицы измерения.
Точность измерений — это запрос прежде всего технологического развития. Вот с ним человечество как раз и подошло к цифровой эпохе. Измерения — это то, что переводит объекты физического мира в цифровые данные. От точности измерений зависит качество цифровых двойников реальных объектов.
— Что же теперь придет на смену цилиндру под колпаком?
— Ученые пришли к договоренности, что новое определение секунды, килограмма и других единиц должно основываться на величинах, которые человечество смогло к настоящему времени измерить с максимально доступной точностью. И что особенно важно, они выступают физическими константами — то есть не меняют свои значения и могут быть взяты за некую точку отсчета. Например, килограмм привязывается к постоянной Планка (h = 6 626070 040), это точка отсчета — условный ноль.
Это позволит провести на самом высоком уровне точности самые разные работы, к примеру, с малыми массами, которые применяются, скажем, в фармацевтике, микроэлектронике и множестве других отраслей, где точность измерений на первом месте.
— А какова роль российских ученых в переопределении международной системы единиц?
— Мы полноправно участвуем в работе международных консорциумов, которые разрабатывают научную основу для переопределения единиц величин. Кроме того, российские представители — постоянные участники международных комитетов, в рамках которых проводится сравнение первичных эталонов разных стран.
По результатам таких сравнений Международное бюро мер и весов подтверждает измерительные возможности страны. Россия по своим измерительным возможностям, признанным на международном уровне, занимает второе место в мире, опережая многие экономически и технологически развитые страны. Критически важно сохранить этот внушительный пакет российских измерительных и калибровочных возможностей. Но это невозможно без модернизации базы первичных государственных эталонов при переходе на новую международную систему единиц.
— Почему это так важно? Забота о престиже страны?
— Повторю ключевую мысль: странам, у которых нет высокотехнологичного производства, которые не озабочены появлением и развитием подобных отраслей, достаточно метрологии на уровне подтверждения потребительских свойств своих товаров. Если мы не будем совершенствоваться и отвечать постоянно растущему уровню мировых требований, позволив себе хоть малейшее отставание, двери в клуб высокотехнологичных держав перед нами закроются. А это будет ударом не только по упомянутому вами престижу…
— Последствия посерьезней?
— Не сомневайтесь. К сожалению, мы на собственном опыте знаем, что такое зависимость от чужих технологий. Отставание, которое мы накопили еще с советских времен, обусловлено по сути тем, что мы вовремя не смогли взять нужные темпы в развитии отечественной микроэлектроники и автоматизированных систем обработки информации. Как результат — значительный парк измерительных устройств в нашей России сегодня имеет иностранное происхождение.
Нам очень не просто выправить эту ситуацию, хотя определенные успехи уже есть. Сегодня в институтах Росстандарта формируются опытные конструкторские бюро нового поколения, чья задача не просто создание, но и коммерциализация перспективных отечественных разработок в области измерительной техники.
Есть уже и конкретные примеры уникальных отечественных средств измерений, которые превосходят иностранные аналоги. А с созданием центра прогнозирования потребностей экономики в измерительной технике на базе Всероссийского НИИ метрологической службы мы рассчитываем не просто перехватить инициативу у зарубежных конкурентов, но и зайти на их поле. Такую работу мы уже проводим.
— Похоже, критически важен некий метрологический суверенитет России — и одновременно наше активное участие в глобальной метрологии?
— Очень точная формулировка. Приведу вам теперь пример, где мы не только не отстали, но находимся в тройке лидеров. Так называемые сверхточные часы — атомные, или оптические часы на холодных атомах стронция, — разработка Всероссийского научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ) Росстандарта в области физико-технических измерений. Они предназначены для наиболее точного воспроизведения единицы частоты — герца, а следовательно, и единицы времени — секунды. Проще говоря, это самый современный эталон времени и частоты. Такие устройства уже используются на навигационных спутниках. Как вы знаете, таких спутников не один и не два, это целая группировка. И от того, насколько синхронно эта группировка работает, зависит точность навигации для потребителей: например, для транспорта, который, как вы знаете, стоит на пороге "беспилотной" революции.
Продолжая исследования в этой области и повышая точность определения времени и частоты, Россия, по сути, уже сегодня обеспечивает себе будущее лидерство в технологиях беспилотного транспорта. Это не фантазии, не сказки какие-то. Это прогноз, просчитанный в рамках национальной технологической инициативы "Автонет", о которой вы наверняка слышали. Напомню, что к 2025 году количество полностью автономных автомобилей в России превысит 20 тысяч единиц. А через 25 лет в России будет до 11 миллионов беспилотных транспортных средств. И безопасность их передвижения будет определяться как раз технологиями, основанными на высокоточных измерениях в области времени и частоты. Задел для этого у нас уже создан.
Кстати, о метрологическом суверенитете. В сентябре мы дополнили комплекс "Квазар-КВО" новым радиотелескопом в Ленинградской области. "Квазар-КВО" — это базовая система фундаментального координатно-временного обеспечения, которая работает на самодостаточность России в получении данных, важных для гражданских и военных потребителей системы ГЛОНАСС. Радиоинтерферометров с такими характеристиками, как у "Квазар-КВО", больше в мире нет. Работа комплекса существенно повлияет на повышение точности существующих сегодня навигационных систем. Но не стоит забывать, что исследования в этой области ведет уже более десятка стран.
— А что еще в нашем портфеле технологического лидерства, кроме технологий для беспилотного транспорта?
— Институты Росстандарта погружены в тему создания и использования возможностей глобальной системы наблюдения Земли. Это прежде всего наземная калибровка, то есть подтверждение точности космической аппаратуры на орбите, бортовой аппаратуры. Стоит ли объяснять экономический эффект, учитывая численность и значение спутников, работающих в околоземном пространстве? Мы участвуем в ряде космических экспериментов по исследованию эталонных излучателей в условиях микрогравитации. Эти результаты закладываются в основу калибровки бортовой аппаратуры спутников.
— А что с новейшими информационными технологиями для 5G, промышленного интернета?
— По экспертным прогнозам, в течение ближайших пяти лет в России ожидается рост скорости передачи данных в мобильных сетях связи пятого поколения в сто раз. Во ВНИИФТРИ Росстандарта мы уже приступили к работам по модернизации государственного первичного эталона единиц объемов передаваемой цифровой информации по каналам интернет и телефонии. В следующем году эту работу закончим. Но уже сейчас мы располагаем необходимым эталонным и поверочным оборудованием для метрологического обеспечения средств измерения телекоммуникационных компаний, которые используются при контроле параметров физической среды передачи информации, вплоть до скоростей при передаче данных до 25 гигабит в секунду. Это те самые готовые решения, которые можно использовать при масштабном развертывании сетей пятого поколения.
— А государственный эталон для квантовой передачи информации существует?
— В 2019 году во Всероссийском научно-исследовательском институте оптико-физических измерений будет закончена опытно-конструкторская разработка, результатом которой как раз станет создание эталонной установки для измерений эффективности приемников, способных обнаруживать одиночные фотоны.
Полностью обеспечить измерение основных метрологических характеристик согласно международному стандарту — а это более 25 параметров — всех оптических компонентов типовой системы квантовой обработки и передачи информации станет возможным к 2024 году.
— А из того, что непосредственно касается буквально каждого гражданина?
— Напомню, что метрологи уже ведут активную работу над "умными" приборами потребления ресурсов, к примеру, водосчетчиками, которые стоят теперь в каждой квартире. Уже сейчас можно автоматически, без участия человека, передавать данные расхода, например, в управляющую компанию. Но даже такой смарт-прибор не избавляет владельцев от процедур поверки. Поэтому сейчас мы ставим перед собой задачу оснастить этот прибор методами самодиагностики технических и метрологических характеристик. В этом случае прибор в течение всего срока службы сам будет проверять корректность свой работы и при необходимости даже информировать владельца о своей неисправности.
Все это уже не завтрашний, а сегодняшний день. И если вернуться к главной мысли нашего с вами разговора, важно не отставать, а еще лучше формировать цифровую повестку этого дня. И делать это нужно сразу максимально точно.
РИА Новости https://ria.ru/interview/20181112/1532454089.html
На 26-й Генеральной конференции по мерам и весам будет принято решение об обновлении международной метрической системы на основе единиц SI — той самой СИ, о которой не одно поколение школьников узнавало на первых же уроках физики.
Обновление затронет основные единицы — килограмм, ампер, кельвин, моль, канделу, секунду, метр. В основе этих базовых величин теперь будут не привычные металлические цилиндры под колпаком, а фундаментальные физические константы.
Почему России важно оставаться в авангарде высокой метрологии, как это повлияет на развитие науки и скажется на повседневной жизни обычных людей, РИА Новости рассказал руководитель Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) Алексей Абрамов. Беседовал специальный корреспондент Игорь Ермаченков.
— Алексей Владимирович, где здесь Росстандарт и почему событие можно считать историческим?
— Росстандарт координирует участие нашей страны в переопределении системы единиц на глобальном уровне. От этого во многом зависит, проиграет наша страна в результате этого перехода или останется в клубе ведущих стран, обеспечивающих единство и достоверность измерений.
Для понимания происходящего напомню показательную историю килограмма. До сегодняшнего дня величина килограмма определялась по платиноиридиевому цилиндру.
Эталон килограмма — тот самый цилиндр, который хранится в Международном бюро мер и весов во Франции и считается первичным. В других странах есть его копии, которыми пользуются все, кому важно, чтобы килограмм был именно килограммом. Такой эталон-копия хранится и в России, в Санкт-Петербурге. Это известно всем со школьной скамьи.
Но более чем за сто лет масса и этих эталонов-копий, и, что еще более важно, первичного эталона во Франции претерпела физические изменения. Проще говоря, эталоны стали весить по-разному. В результате сейчас никто в мире не может сказать, какой из имеющихся сейчас по всему миру килограммов — настоящий килограмм. Разница, конечно, не видна, но для метрологии — науки о единстве измерений — она критична.
— Позволю себе обывательский вопрос: что в этом страшного?
— На первый взгляд, людям может быть и не очень-то понятно, к чему нужна такая точность. Какое значение имеет повышение, скажем в сто раз, точности эталона, у которого она уже давно существенно превосходит бытовые потребности. Но нам же килограмм нужен не только для того, чтобы купить упаковку сахара в магазине? А ведь помимо килограмма в системе СИ существуют и другие единицы измерения.
Точность измерений — это запрос прежде всего технологического развития. Вот с ним человечество как раз и подошло к цифровой эпохе. Измерения — это то, что переводит объекты физического мира в цифровые данные. От точности измерений зависит качество цифровых двойников реальных объектов.
— Что же теперь придет на смену цилиндру под колпаком?
— Ученые пришли к договоренности, что новое определение секунды, килограмма и других единиц должно основываться на величинах, которые человечество смогло к настоящему времени измерить с максимально доступной точностью. И что особенно важно, они выступают физическими константами — то есть не меняют свои значения и могут быть взяты за некую точку отсчета. Например, килограмм привязывается к постоянной Планка (h = 6 626070 040), это точка отсчета — условный ноль.
Это позволит провести на самом высоком уровне точности самые разные работы, к примеру, с малыми массами, которые применяются, скажем, в фармацевтике, микроэлектронике и множестве других отраслей, где точность измерений на первом месте.
— А какова роль российских ученых в переопределении международной системы единиц?
— Мы полноправно участвуем в работе международных консорциумов, которые разрабатывают научную основу для переопределения единиц величин. Кроме того, российские представители — постоянные участники международных комитетов, в рамках которых проводится сравнение первичных эталонов разных стран.
По результатам таких сравнений Международное бюро мер и весов подтверждает измерительные возможности страны. Россия по своим измерительным возможностям, признанным на международном уровне, занимает второе место в мире, опережая многие экономически и технологически развитые страны. Критически важно сохранить этот внушительный пакет российских измерительных и калибровочных возможностей. Но это невозможно без модернизации базы первичных государственных эталонов при переходе на новую международную систему единиц.
— Почему это так важно? Забота о престиже страны?
— Повторю ключевую мысль: странам, у которых нет высокотехнологичного производства, которые не озабочены появлением и развитием подобных отраслей, достаточно метрологии на уровне подтверждения потребительских свойств своих товаров. Если мы не будем совершенствоваться и отвечать постоянно растущему уровню мировых требований, позволив себе хоть малейшее отставание, двери в клуб высокотехнологичных держав перед нами закроются. А это будет ударом не только по упомянутому вами престижу…
— Последствия посерьезней?
— Не сомневайтесь. К сожалению, мы на собственном опыте знаем, что такое зависимость от чужих технологий. Отставание, которое мы накопили еще с советских времен, обусловлено по сути тем, что мы вовремя не смогли взять нужные темпы в развитии отечественной микроэлектроники и автоматизированных систем обработки информации. Как результат — значительный парк измерительных устройств в нашей России сегодня имеет иностранное происхождение.
Нам очень не просто выправить эту ситуацию, хотя определенные успехи уже есть. Сегодня в институтах Росстандарта формируются опытные конструкторские бюро нового поколения, чья задача не просто создание, но и коммерциализация перспективных отечественных разработок в области измерительной техники.
Есть уже и конкретные примеры уникальных отечественных средств измерений, которые превосходят иностранные аналоги. А с созданием центра прогнозирования потребностей экономики в измерительной технике на базе Всероссийского НИИ метрологической службы мы рассчитываем не просто перехватить инициативу у зарубежных конкурентов, но и зайти на их поле. Такую работу мы уже проводим.
— Похоже, критически важен некий метрологический суверенитет России — и одновременно наше активное участие в глобальной метрологии?
— Очень точная формулировка. Приведу вам теперь пример, где мы не только не отстали, но находимся в тройке лидеров. Так называемые сверхточные часы — атомные, или оптические часы на холодных атомах стронция, — разработка Всероссийского научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ) Росстандарта в области физико-технических измерений. Они предназначены для наиболее точного воспроизведения единицы частоты — герца, а следовательно, и единицы времени — секунды. Проще говоря, это самый современный эталон времени и частоты. Такие устройства уже используются на навигационных спутниках. Как вы знаете, таких спутников не один и не два, это целая группировка. И от того, насколько синхронно эта группировка работает, зависит точность навигации для потребителей: например, для транспорта, который, как вы знаете, стоит на пороге "беспилотной" революции.
Продолжая исследования в этой области и повышая точность определения времени и частоты, Россия, по сути, уже сегодня обеспечивает себе будущее лидерство в технологиях беспилотного транспорта. Это не фантазии, не сказки какие-то. Это прогноз, просчитанный в рамках национальной технологической инициативы "Автонет", о которой вы наверняка слышали. Напомню, что к 2025 году количество полностью автономных автомобилей в России превысит 20 тысяч единиц. А через 25 лет в России будет до 11 миллионов беспилотных транспортных средств. И безопасность их передвижения будет определяться как раз технологиями, основанными на высокоточных измерениях в области времени и частоты. Задел для этого у нас уже создан.
Кстати, о метрологическом суверенитете. В сентябре мы дополнили комплекс "Квазар-КВО" новым радиотелескопом в Ленинградской области. "Квазар-КВО" — это базовая система фундаментального координатно-временного обеспечения, которая работает на самодостаточность России в получении данных, важных для гражданских и военных потребителей системы ГЛОНАСС. Радиоинтерферометров с такими характеристиками, как у "Квазар-КВО", больше в мире нет. Работа комплекса существенно повлияет на повышение точности существующих сегодня навигационных систем. Но не стоит забывать, что исследования в этой области ведет уже более десятка стран.
— А что еще в нашем портфеле технологического лидерства, кроме технологий для беспилотного транспорта?
— Институты Росстандарта погружены в тему создания и использования возможностей глобальной системы наблюдения Земли. Это прежде всего наземная калибровка, то есть подтверждение точности космической аппаратуры на орбите, бортовой аппаратуры. Стоит ли объяснять экономический эффект, учитывая численность и значение спутников, работающих в околоземном пространстве? Мы участвуем в ряде космических экспериментов по исследованию эталонных излучателей в условиях микрогравитации. Эти результаты закладываются в основу калибровки бортовой аппаратуры спутников.
— А что с новейшими информационными технологиями для 5G, промышленного интернета?
— По экспертным прогнозам, в течение ближайших пяти лет в России ожидается рост скорости передачи данных в мобильных сетях связи пятого поколения в сто раз. Во ВНИИФТРИ Росстандарта мы уже приступили к работам по модернизации государственного первичного эталона единиц объемов передаваемой цифровой информации по каналам интернет и телефонии. В следующем году эту работу закончим. Но уже сейчас мы располагаем необходимым эталонным и поверочным оборудованием для метрологического обеспечения средств измерения телекоммуникационных компаний, которые используются при контроле параметров физической среды передачи информации, вплоть до скоростей при передаче данных до 25 гигабит в секунду. Это те самые готовые решения, которые можно использовать при масштабном развертывании сетей пятого поколения.
— А государственный эталон для квантовой передачи информации существует?
— В 2019 году во Всероссийском научно-исследовательском институте оптико-физических измерений будет закончена опытно-конструкторская разработка, результатом которой как раз станет создание эталонной установки для измерений эффективности приемников, способных обнаруживать одиночные фотоны.
Полностью обеспечить измерение основных метрологических характеристик согласно международному стандарту — а это более 25 параметров — всех оптических компонентов типовой системы квантовой обработки и передачи информации станет возможным к 2024 году.
— А из того, что непосредственно касается буквально каждого гражданина?
— Напомню, что метрологи уже ведут активную работу над "умными" приборами потребления ресурсов, к примеру, водосчетчиками, которые стоят теперь в каждой квартире. Уже сейчас можно автоматически, без участия человека, передавать данные расхода, например, в управляющую компанию. Но даже такой смарт-прибор не избавляет владельцев от процедур поверки. Поэтому сейчас мы ставим перед собой задачу оснастить этот прибор методами самодиагностики технических и метрологических характеристик. В этом случае прибор в течение всего срока службы сам будет проверять корректность свой работы и при необходимости даже информировать владельца о своей неисправности.
Все это уже не завтрашний, а сегодняшний день. И если вернуться к главной мысли нашего с вами разговора, важно не отставать, а еще лучше формировать цифровую повестку этого дня. И делать это нужно сразу максимально точно.
РИА Новости https://ria.ru/interview/20181112/1532454089.html
https://www.pnp.ru/politics/rosatom-pomog-sozdat-idealnyy-kilogramm.html
...Введение в научный оборот нового принципа расчёта килограмма поможет в сверхточных измерениях и скажется на развитии высоких технологий. При этом нововведения не потребуют замены гирь и обычных весов. Соответственно, при продаже товаров продавцы будут пользоваться той же техникой.
«Поправка в микрограмм пропадает на фоне рабочих средств измерений. Поэтому введение нового способа получения килограмма не означает, что теперь нам будут, скажем, точнее взвешивать колбасу», — уточнил он.
Но на уровне российского законодательства изменения, возможно, последуют. Владелец первичных эталонов единиц измерения — государство, и в его функции входит развитие этой базы в рамках Закона «Об обеспечении единства измерений». Но пока неясно, какую форму примет это развитие. Как пояснили «Парламентской газете» во ВНИИ метрологии, учёные только принялись анализировать итоги конференции. А приступить к новой системе измерений в мире договорились не сразу, а с 20 мая 2019 года, ко Всемирному дню метрологии. Именно к этому времени, очевидно, и станут известны все детали изменений в российском регулировании. Кроме того, как пояснил Остривной, для внедрения новой единицы измерения странам, в том числе и России, ещё предстоит утвердить дорожную карту по её распространению и реализации.
Новая же цель мирового сообщества метрологов — дать новое определение секунде.
И в этом процессе учёные намерены также использовать атомные технологии, а именно атомные часы.
...Введение в научный оборот нового принципа расчёта килограмма поможет в сверхточных измерениях и скажется на развитии высоких технологий. При этом нововведения не потребуют замены гирь и обычных весов. Соответственно, при продаже товаров продавцы будут пользоваться той же техникой.
«Поправка в микрограмм пропадает на фоне рабочих средств измерений. Поэтому введение нового способа получения килограмма не означает, что теперь нам будут, скажем, точнее взвешивать колбасу», — уточнил он.
Но на уровне российского законодательства изменения, возможно, последуют. Владелец первичных эталонов единиц измерения — государство, и в его функции входит развитие этой базы в рамках Закона «Об обеспечении единства измерений». Но пока неясно, какую форму примет это развитие. Как пояснили «Парламентской газете» во ВНИИ метрологии, учёные только принялись анализировать итоги конференции. А приступить к новой системе измерений в мире договорились не сразу, а с 20 мая 2019 года, ко Всемирному дню метрологии. Именно к этому времени, очевидно, и станут известны все детали изменений в российском регулировании. Кроме того, как пояснил Остривной, для внедрения новой единицы измерения странам, в том числе и России, ещё предстоит утвердить дорожную карту по её распространению и реализации.
Новая же цель мирового сообщества метрологов — дать новое определение секунде.
И в этом процессе учёные намерены также использовать атомные технологии, а именно атомные часы.
http://vniim.ru/news_397.html
...Ученые-метрологи ВНИИМ им. Д. И. Менделеева вместе со своими коллегами из других НИИ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) выступили активными участниками международных проектов в области теоретических исследований и разработок, необходимых для практической реализации переопределения и совершенствования государственной эталонной базы.
«В лаборатории массы освоены вакуумные измерительные технологии, необходимые при реализации определения килограмма с прослеживаемостью к постоянной Планка.
В области электрических измерений во ВНИИМ им. Д.И. Менделеева успешно функционируют основанные на макроскопических квантовых эффектах Джозефсона и Холла Государственные первичные эталоны напряжения и сопротивления, которые могут стать основой для реализации единицы силы электрического тока с прослеживаемостью к фиксированному значению элементарного электрического заряда.
В отделе теплофизики успешно проводится работа по совершенствования ГПЭ температуры, предусматривающая не только повышение точности и расширение диапазона, но и переход на новое определение кельвина, основанное на соответствии единицы температуры заданному изменению энергии при фиксированном значении постоянной Больцмана»[/color], - отметил руководитель ВНИИМ Антон Пронин...
...Ученые-метрологи ВНИИМ им. Д. И. Менделеева вместе со своими коллегами из других НИИ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) выступили активными участниками международных проектов в области теоретических исследований и разработок, необходимых для практической реализации переопределения и совершенствования государственной эталонной базы.
«В лаборатории массы освоены вакуумные измерительные технологии, необходимые при реализации определения килограмма с прослеживаемостью к постоянной Планка.
В области электрических измерений во ВНИИМ им. Д.И. Менделеева успешно функционируют основанные на макроскопических квантовых эффектах Джозефсона и Холла Государственные первичные эталоны напряжения и сопротивления, которые могут стать основой для реализации единицы силы электрического тока с прослеживаемостью к фиксированному значению элементарного электрического заряда.
В отделе теплофизики успешно проводится работа по совершенствования ГПЭ температуры, предусматривающая не только повышение точности и расширение диапазона, но и переход на новое определение кельвина, основанное на соответствии единицы температуры заданному изменению энергии при фиксированном значении постоянной Больцмана»[/color], - отметил руководитель ВНИИМ Антон Пронин...
Китай откажется от старого определения килограмма в мае 2019 года
Китай примет новое определения килограмма с 20 мая 2019 года в рамках серьезных изменений в международной системе единиц измерения, которая переживает очередной виток развития, сообщает 11 декабря агентство Синьхуа.
«Переопределение килограмма позволит физикам, химикам и биологам проводить калибровку с экстремальной точностью и осуществить революцию в промышленных измерениях», — заявил представитель Государственной администрации рыночного регулирования Китая Се Цзюнь.
Несмотря на то, что изменения почти никак не затронут видимым образом жизнь простых обывателей, это событие является революционным для таких вещей, как ядерные реакторы, космические корабли и биомедицина, отметил Се.
Подробности: https://regnum.ru/news/2535826.html
Любое использование материалов допускается только при наличии гиперссылки на ИА REGNUM.
Китай примет новое определения килограмма с 20 мая 2019 года в рамках серьезных изменений в международной системе единиц измерения, которая переживает очередной виток развития, сообщает 11 декабря агентство Синьхуа.
«Переопределение килограмма позволит физикам, химикам и биологам проводить калибровку с экстремальной точностью и осуществить революцию в промышленных измерениях», — заявил представитель Государственной администрации рыночного регулирования Китая Се Цзюнь.
Несмотря на то, что изменения почти никак не затронут видимым образом жизнь простых обывателей, это событие является революционным для таких вещей, как ядерные реакторы, космические корабли и биомедицина, отметил Се.
Подробности: https://regnum.ru/news/2535826.html
Любое использование материалов допускается только при наличии гиперссылки на ИА REGNUM.
https://www.kommersant.ru/doc/3833980
26-я Генеральная конференция по мерам и весам одобрила отказ от материального международного эталона килограмма. Теперь масса килограмма будет определяться через постоянную Планка с помощью довольно сложного прибора под названием «весы Киббла». Россия не будет покупать этот прибор за рубежом, в Росстандарте готовится проект отечественного варианта весов Киббла, разработка и изготовление которых даст дополнительный импульс развитию российских высокоточных технологий и апробации новых современных технических решений....
Ватт-весы, или весы Киббла
Этот сложный и точный прибор предназначен для взвешивания без гирь. Весы названы в честь британского ученого Киббла, предложившего такой метод.
В обычных весах есть две чашки, на одну кладут взвешиваемый объект, например, сахар, на вторую калиброванные гирьки, то есть известной массы. С точки зрения физики в гравитационном поле Земли мы уравновешиваем две силы тяжести, действующие на гирьку и на сахар.
Но силу тяжести можно уравновесить с помощью другой силы. И весы Киббла — это тоже весы, очень сложной конструкции, но весы. На одной чашке размещается груз, и на него действует сила тяжести. А вместо второй чаши весов — электромагнитная катушка, которая создает магнитную силу. Магнитное поле катушки взаимодействует с полем постоянного магнита, и эта магнитная сила уравновешивает силу тяжести, действующую на взвешиваемый объект.
Это очень похоже на токовые весы (ампер-весы), когда измеряют величину электрического тока в катушке и определяют магнитную силу. Однако в весах Киббла (ватт-весах) сделан важный шаг к повышению точности. Для того чтобы исключить погрешность, обусловленную геометрией катушки, измеряют напряжение электромагнитной индукции при движении катушки с постоянной скоростью в том же самом магнитном поле, что и при «взвешивании». Скорость катушки при этом измеряют при помощи высокоточного интерферометра. Напряжение и ток сейчас ученые умеют очень точно измерять, используя квантовые эффекты: квантовый эффект Холла и эффект Джозефсона.
Дальше нужен абсолютный гравиметр, чтобы знать ускорение свободного падения в том месте, где размещается установка. Произведение массы и ускорения свободного падения — это действующая сила тяжести в данной точке.
В итоговой формуле расчета массы по весам Киббла кроме измеренных (см. выше) величин входит одна фундаментальная константа — постоянная Планка.
Когда килограмм был определен через эталонную гирю, весы Киббла использовали для наиболее точного измерения постоянной Планка. Теперь же, приняв (зафиксировав) значение постоянной Планка равным 6,62607015 на 10 в минус 34 степени Дж*сек, можно использовать весы Киббла для взвешивания.
Знак после запятой
Может показаться, что существующие сейчас эталоны, включая государственный первичный эталон, станут не нужны. Это не так. Переход к новым определениям единиц СИ позволяет изменить конструкцию первичных эталонов, сделав их точнее и избавив от «артефакта», произведенного человеком. Теперь любая квалифицированная лаборатория, обладающая достаточными финансами, может воспроизвести единицу с высокой точностью на самом передовом уровне. Однако если точность отдельных элементов и узлов не будет достаточной, то установка, построенная по принципу весов Киббла, не обеспечит ожидаемую «высшую точность». Поэтому для обеспечения единства измерений в стране, для того чтобы все измерения проводились в одних единицах с ожидаемой точностью, требуется сохранять и совершенствовать систему эталонов. Кроме того, весы Киббла — очень недешевое удовольствие, и для калибровки массово применяемых рабочих средств измерений подойдут эталоны попроще, которые используются и сегодня. А «высшая точность» окажется востребована современными высокими технологиями в науке и промышленности.
Возникает вопрос: если каждый может сделать эталон, по точности не уступающий первичному, то как быть в ситуации, когда результаты воспроизведения килограмма на двух эталонах получатся различными?
Для этой цели метрологи всего мира проводят международные сличения, когда один и тот же объект «взвешивают» на первичных эталонах разных государств и сравнивают результаты. Если у кого-то результат слишком сильно отклоняется от общего среднего, скорее всего, в работе этого эталона есть неточности и он требует настройки. Государства, успешно завершившие международные сличения, начинают признавать измерительные и калибровочные возможности друг друга по данному виду измерений, а сведения об этом заносятся в базу данных Международного бюро по мерам и весам.
Весов Киббла в России пока нет. На 2015 год (более поздних сводных официальных данных нет) действующие или находящиеся в высокой степени готовности к измерениям весы Киббла имелись в Национальном институте стандартов и технологий США (NIST), Федеральной службе метрологии Швейцарии (METAS), Институте национальных измерительных стандартов при Национальном исследовательском совете Канады (NRC-INMS), Национальной лаборатории метрологии и испытаний Франции (LNE), Национальном институте метрологии Китая (NIM), лаборатории Бюро стандартов Новой Зеландии (MSL) и Корейском институте эталонов и науки (KRISS, Южная Корея). Они и стали первыми обладателями нового килограмма.
26-я Генеральная конференция по мерам и весам одобрила отказ от материального международного эталона килограмма. Теперь масса килограмма будет определяться через постоянную Планка с помощью довольно сложного прибора под названием «весы Киббла». Россия не будет покупать этот прибор за рубежом, в Росстандарте готовится проект отечественного варианта весов Киббла, разработка и изготовление которых даст дополнительный импульс развитию российских высокоточных технологий и апробации новых современных технических решений....
Ватт-весы, или весы Киббла
Этот сложный и точный прибор предназначен для взвешивания без гирь. Весы названы в честь британского ученого Киббла, предложившего такой метод.
В обычных весах есть две чашки, на одну кладут взвешиваемый объект, например, сахар, на вторую калиброванные гирьки, то есть известной массы. С точки зрения физики в гравитационном поле Земли мы уравновешиваем две силы тяжести, действующие на гирьку и на сахар.
Но силу тяжести можно уравновесить с помощью другой силы. И весы Киббла — это тоже весы, очень сложной конструкции, но весы. На одной чашке размещается груз, и на него действует сила тяжести. А вместо второй чаши весов — электромагнитная катушка, которая создает магнитную силу. Магнитное поле катушки взаимодействует с полем постоянного магнита, и эта магнитная сила уравновешивает силу тяжести, действующую на взвешиваемый объект.
Это очень похоже на токовые весы (ампер-весы), когда измеряют величину электрического тока в катушке и определяют магнитную силу. Однако в весах Киббла (ватт-весах) сделан важный шаг к повышению точности. Для того чтобы исключить погрешность, обусловленную геометрией катушки, измеряют напряжение электромагнитной индукции при движении катушки с постоянной скоростью в том же самом магнитном поле, что и при «взвешивании». Скорость катушки при этом измеряют при помощи высокоточного интерферометра. Напряжение и ток сейчас ученые умеют очень точно измерять, используя квантовые эффекты: квантовый эффект Холла и эффект Джозефсона.
Дальше нужен абсолютный гравиметр, чтобы знать ускорение свободного падения в том месте, где размещается установка. Произведение массы и ускорения свободного падения — это действующая сила тяжести в данной точке.
В итоговой формуле расчета массы по весам Киббла кроме измеренных (см. выше) величин входит одна фундаментальная константа — постоянная Планка.
Когда килограмм был определен через эталонную гирю, весы Киббла использовали для наиболее точного измерения постоянной Планка. Теперь же, приняв (зафиксировав) значение постоянной Планка равным 6,62607015 на 10 в минус 34 степени Дж*сек, можно использовать весы Киббла для взвешивания.
Знак после запятой
Может показаться, что существующие сейчас эталоны, включая государственный первичный эталон, станут не нужны. Это не так. Переход к новым определениям единиц СИ позволяет изменить конструкцию первичных эталонов, сделав их точнее и избавив от «артефакта», произведенного человеком. Теперь любая квалифицированная лаборатория, обладающая достаточными финансами, может воспроизвести единицу с высокой точностью на самом передовом уровне. Однако если точность отдельных элементов и узлов не будет достаточной, то установка, построенная по принципу весов Киббла, не обеспечит ожидаемую «высшую точность». Поэтому для обеспечения единства измерений в стране, для того чтобы все измерения проводились в одних единицах с ожидаемой точностью, требуется сохранять и совершенствовать систему эталонов. Кроме того, весы Киббла — очень недешевое удовольствие, и для калибровки массово применяемых рабочих средств измерений подойдут эталоны попроще, которые используются и сегодня. А «высшая точность» окажется востребована современными высокими технологиями в науке и промышленности.
Возникает вопрос: если каждый может сделать эталон, по точности не уступающий первичному, то как быть в ситуации, когда результаты воспроизведения килограмма на двух эталонах получатся различными?
Для этой цели метрологи всего мира проводят международные сличения, когда один и тот же объект «взвешивают» на первичных эталонах разных государств и сравнивают результаты. Если у кого-то результат слишком сильно отклоняется от общего среднего, скорее всего, в работе этого эталона есть неточности и он требует настройки. Государства, успешно завершившие международные сличения, начинают признавать измерительные и калибровочные возможности друг друга по данному виду измерений, а сведения об этом заносятся в базу данных Международного бюро по мерам и весам.
Весов Киббла в России пока нет. На 2015 год (более поздних сводных официальных данных нет) действующие или находящиеся в высокой степени готовности к измерениям весы Киббла имелись в Национальном институте стандартов и технологий США (NIST), Федеральной службе метрологии Швейцарии (METAS), Институте национальных измерительных стандартов при Национальном исследовательском совете Канады (NRC-INMS), Национальной лаборатории метрологии и испытаний Франции (LNE), Национальном институте метрологии Китая (NIM), лаборатории Бюро стандартов Новой Зеландии (MSL) и Корейском институте эталонов и науки (KRISS, Южная Корея). Они и стали первыми обладателями нового килограмма.
пример, где мы не только не отстали, но находимся в тройке лидеров. Так называемые сверхточные часы — атомные, или оптические часы на холодных атомах стронция, — разработка Всероссийского научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ) Росстандарта в области физико-технических измерений. Они предназначены для наиболее точного воспроизведения единицы частоты — герца, а следовательно, и единицы времени — секунды. Проще говоря, это самый современный эталон времени и частоты.
https://www.gost.ru/portal/gost//home/presscenter ... ACaWQAAAABAAQ1NzE4AAdfX0VPRl9f
ВНИИФТРИ Росстандарта работает над совершенствованием сверхточных оптических часов, созданных в институте. Устройство входит в состав государственного первичного эталона единиц времени, частоты и национальной шкалы времени. Оптические часы работают на холодных атомах стронция, а погрешность их хода составляет одну секунду в несколько миллиардов лет. Результаты прикладных разработок специалистов ВНИИФТРИ по модернизации устройства позволят повысить точность работы оптических часов еще на один порядок.
«Сегодня скорости развития высоких технологий требуют сверхвысоких показателей точности от фундаментальной науки. Поэтому новая разработка института практически будет представлять второе поколение оптических часов. Наша основная задача – создавать устройства и элементы, которые будут хранить самое точное время и работать в инфраструктуре цифровой экономики страны. Разработки нашего института помогают России надежно закрепиться в списке передовых технологических держав мира», – отметил генеральный директор ВНИИФТРИ Сергей Донченко.
Точность российских оптических часов планируется повысить, прежде всего, за счет использования криогенных технологий в аппаратном комплексе, который воспроизводит значение секунды, – репере частоты на холодных атомах стронция. Также будут внедряться научные и технические ноу-хау для повышения показателей стабильности воспроизведения точного времени.
«Помимо совершенствования самих оптических часов, сотрудниками института разрабатывается их компактная перевозимая модификация. Это устройство будет использоваться, в частности, на кафедрах и в лабораториях профильных высших учебных заведений, а также для повышения точности позиционирования навигационных систем, в телекоммуникациях, космической отрасли, в инфраструктуре беспилотного транспорта и в других передовых сферах развития высоких технологий», – сообщил заместитель генерального директора – начальник Главного метрологического центра Государственной службы времени и частоты ВНИИФТРИ Игорь Блинов.
Оптические часы являются идеальной метрологической системой для воспроизведения единицы частоты и сличения национальной шкалы времени. Россия традиционно находится в тройке стран – лидеров в сфере определения времени и частоты. Каждые сутки данные от российского эталона времени поступают в Международное бюро мер и весов для сличения. Бюро сравнивает показатели эталона, хранящегося во ВНИИФТРИ с показателями эталонов других стран, анализирует полученные результаты и каждый месяц предоставляет информацию о точности работы эталона и отличии национальной шкалы времени от шкалы, формируемой самим бюро.
https://www.pnp.ru/politics/rosatom-pomog-sozdat-idealnyy-kilogramm.html
...Новая же цель мирового сообщества метрологов — дать новое определение секунде.
см viewtopic.php?f=40&t=3096
Исследователи отмечают, что до переопределения длины секунды еще несколько лет.
В МАЕ 2019 ГОДА КИЛОГРАММ ОКОНЧАТЕЛЬНО ПРЕВРАТИТСЯ В ФОРМУЛУ
https://www.gost.ru/portal/gost/home/presscenter/ ... ACaWQAAAABAAQ1OTE5AAdfX0VPRl9f
В ноябре прошлого года Генеральная конференция по мерам и весам проголосовала за изменения определений Международной системы единиц SI. Теперь все единицы SI определяются на основе фундаментальных физических постоянных, а не материальных артефактов. Это сделает систему единиц более стабильной и откроет возможности для развития квантовых технологий, беспилотного транспорта и цифровой экономики. Изменения окончательно вступят в силу 20 мая во Всемирный день метрологии. Этому эпохальному событию посвящена конференция, которая состоится в Московском физико-техническом институте (МФТИ) 13 мая 2019 года.
Международная система единиц SI – система единиц физических величин, современный вариант метрической системы, созданной в XVIII веке. SI является наиболее широко используемой системой единиц в мире, принята в качестве основной большинством стран и почти всегда используется в области науки и техники, даже в тех странах, в которых в повседневной жизни используются традиционные единицы.
16 ноября 2018 года Международная конференция мер и весов единогласно проголосовала за изменения определений единиц SI, в том числе за прекращение использования платино-иридиевого эталона для официального определения килограмма. Теперь все единицы SI определяются на основе фундаментальных физических постоянных. Этим подведены итоги многолетней работы мирового научно-технического сообщества, в которой российские ученые приняли самое активное участие.
Переход к обновленной системе единиц гарантирует будущую стабильность SI и открывает возможности ее использования для создания определений новых технологий, таких как квантовые технологии. 20 мая 2019 года новые определения вступят в силу. Переопределение единиц станет главным событием последних десятилетий в области измерений физических величин.
«Завершение пересмотра SI является исторической вехой: мы говорим об окончательном отказе от связи SI с артефактами. По сути, принимается новая система единиц, которая будет использоваться практически во всех странах мира», – сообщил директор Международного бюро мер и весов, доктор Мартин Милтон.
Сегодня все основные единицы хранятся и совершенствуются в ведущих российских метрологических научно-исследовательских институтах. Российское участие в глобальном проекте переопределения системы единиц координирует Росстандарт.
«Российские метрологи занимают ведущие позиции на международном уровне и вносят огромный вклад в развитие единой системы измерений. Новые возможности позволят нам работать над принципиально иными технологиями в науке и промышленности, развивать отечественное производство и приборостроение, действовать в стратегических отраслях. Мы также должны сохранить свой метрологический суверенитет и лидирующие позиции в международном научном сообществе», – отметил Руководитель Росстандарта Алексей Абрамов.
На конференции в МФТИ обсудят историю и результаты переопределения каждой из ключевых единиц измерения физических величин: килограмма, Кельвина, моля, ампера. Также участники рассмотрят вопросы международного сотрудничества в области физических измерений и стандартов.
Место проведения: Московская область, г. Долгопрудный, Институтский пер., 9, стр.3 (Концертный зал Главного корпуса МФТИ).
В ноябре прошлого года Генеральная конференция по мерам и весам проголосовала за изменения определений Международной системы единиц SI. Теперь все единицы SI определяются на основе фундаментальных физических постоянных, а не материальных артефактов. Это сделает систему единиц более стабильной и откроет возможности для развития квантовых технологий, беспилотного транспорта и цифровой экономики. Изменения окончательно вступят в силу 20 мая во Всемирный день метрологии. Этому эпохальному событию посвящена конференция, которая состоится в Московском физико-техническом институте (МФТИ) 13 мая 2019 года.
Международная система единиц SI – система единиц физических величин, современный вариант метрической системы, созданной в XVIII веке. SI является наиболее широко используемой системой единиц в мире, принята в качестве основной большинством стран и почти всегда используется в области науки и техники, даже в тех странах, в которых в повседневной жизни используются традиционные единицы.
16 ноября 2018 года Международная конференция мер и весов единогласно проголосовала за изменения определений единиц SI, в том числе за прекращение использования платино-иридиевого эталона для официального определения килограмма. Теперь все единицы SI определяются на основе фундаментальных физических постоянных. Этим подведены итоги многолетней работы мирового научно-технического сообщества, в которой российские ученые приняли самое активное участие.
Переход к обновленной системе единиц гарантирует будущую стабильность SI и открывает возможности ее использования для создания определений новых технологий, таких как квантовые технологии. 20 мая 2019 года новые определения вступят в силу. Переопределение единиц станет главным событием последних десятилетий в области измерений физических величин.
«Завершение пересмотра SI является исторической вехой: мы говорим об окончательном отказе от связи SI с артефактами. По сути, принимается новая система единиц, которая будет использоваться практически во всех странах мира», – сообщил директор Международного бюро мер и весов, доктор Мартин Милтон.
Сегодня все основные единицы хранятся и совершенствуются в ведущих российских метрологических научно-исследовательских институтах. Российское участие в глобальном проекте переопределения системы единиц координирует Росстандарт.
«Российские метрологи занимают ведущие позиции на международном уровне и вносят огромный вклад в развитие единой системы измерений. Новые возможности позволят нам работать над принципиально иными технологиями в науке и промышленности, развивать отечественное производство и приборостроение, действовать в стратегических отраслях. Мы также должны сохранить свой метрологический суверенитет и лидирующие позиции в международном научном сообществе», – отметил Руководитель Росстандарта Алексей Абрамов.
На конференции в МФТИ обсудят историю и результаты переопределения каждой из ключевых единиц измерения физических величин: килограмма, Кельвина, моля, ампера. Также участники рассмотрят вопросы международного сотрудничества в области физических измерений и стандартов.
Место проведения: Московская область, г. Долгопрудный, Институтский пер., 9, стр.3 (Концертный зал Главного корпуса МФТИ).
Ученые устроили последнюю чистку эталонному килограмму
https://vz.ru/news/2019/5/15/977744.html
Накануне запланированного на 20 мая перехода на цифровые эталоны российские ученые устроили последнюю очищающую паровую «баню» эталонному килограмму, рассказали во Всероссийском научно-исследовательском институте метрологии имени Д.И. Менделеева.
«Чистка национального эталона проводится один раз в 3-5 лет перед сличением с международным прототипом или передачей единицы массы рабочим эталонам. Несмотря на строгие условия хранения – в сейфе под двумя колбами – ежегодные загрязнения, в основном это пыль, увеличивают вес платино-иридиевого цилиндра на 2,5 микрограмма. Обрабатывают поверхность горячим паром дважды дистиллированной воды», – говорится в сообщении.
За 126 лет существования российского килограмма это станет последней процедурой, передает РИА «Новости».
20 мая случится официальный переход четырех единиц системы SI – килограмма (масса), Кельвина (температура), Ампера (сила электрического тока) и моля (количество вещества) – на определение через фундаментальные физические константы. После этого определять точное значение килограмма будут через постоянную Планка.
«Переход к новой системе повысит качество измерений и сделает возможным применение технологий нового уровня точности. Поможет внедрению передовых решений в науке и на производстве, снижению стоимости высокотехнологичных процессов в России. Ускорит переход к цифровой экономике, приблизит «беспилотную» эру и повысит качество жизни», – сказал руководитель Росстандарта Алексей Абрамов.
Отмечается, что российская копия эталонного килограмма, являющаяся частью государственного первичного эталона единицы массы, будет выполнять свои функции еще пять лет.
Последняя сверка прошла в 2014 году, а потребность в следующей перекалибровке появится не раньше чем в 2024 – 2029 годах. К этому времени Россия полностью перейдет на использование ватт-весов, на которых будут «взвешивать» цифровой килограмм, добавили в институте.
Накануне запланированного на 20 мая перехода на цифровые эталоны российские ученые устроили последнюю очищающую паровую «баню» эталонному килограмму, рассказали во Всероссийском научно-исследовательском институте метрологии имени Д.И. Менделеева.
«Чистка национального эталона проводится один раз в 3-5 лет перед сличением с международным прототипом или передачей единицы массы рабочим эталонам. Несмотря на строгие условия хранения – в сейфе под двумя колбами – ежегодные загрязнения, в основном это пыль, увеличивают вес платино-иридиевого цилиндра на 2,5 микрограмма. Обрабатывают поверхность горячим паром дважды дистиллированной воды», – говорится в сообщении.
За 126 лет существования российского килограмма это станет последней процедурой, передает РИА «Новости».
20 мая случится официальный переход четырех единиц системы SI – килограмма (масса), Кельвина (температура), Ампера (сила электрического тока) и моля (количество вещества) – на определение через фундаментальные физические константы. После этого определять точное значение килограмма будут через постоянную Планка.
«Переход к новой системе повысит качество измерений и сделает возможным применение технологий нового уровня точности. Поможет внедрению передовых решений в науке и на производстве, снижению стоимости высокотехнологичных процессов в России. Ускорит переход к цифровой экономике, приблизит «беспилотную» эру и повысит качество жизни», – сказал руководитель Росстандарта Алексей Абрамов.
Отмечается, что российская копия эталонного килограмма, являющаяся частью государственного первичного эталона единицы массы, будет выполнять свои функции еще пять лет.
Последняя сверка прошла в 2014 году, а потребность в следующей перекалибровке появится не раньше чем в 2024 – 2029 годах. К этому времени Россия полностью перейдет на использование ватт-весов, на которых будут «взвешивать» цифровой килограмм, добавили в институте.
Вернуться в «Новости в метрологии»
Кто сейчас на форуме (по активности за 15 минут)
Сейчас этот раздел просматривают: 3 гостя