В России создают собственный эталонный килограмм
Ученые Уральского федерального университета трудятся над созданием электромагнитной системы российской модели весов Киббла. Это высокоточный прибор, который должен уточнить новый эталон килограмма.
Уже с середины XX века из-за возросших требований к точности измерений метрологи стали переходить от физических воплощений эталонов к их выражению через квантовые законы и фундаментальные физические постоянные. В 2019-м вступила в силу новая версия Международной системы единиц. В соответствии с ней килограмм выражается через постоянную Планка, составляющую 6,62607015·10–34 Дж/с. Измерения производятся с помощью сверхточного и очень сложного прибора, названного весами Киббла.
Уральские ученые планируют создать весы Киббла с точностными характеристиками, не уступающими лучшим мировым образцам. Статья с описанием проведенных исследований и их результатов опубликована в журнале «Измерительная техника», об исследовании сообщили в УрФУ.
Разработкой и усовершенствованием весов Киббла, помимо России, занимаются Великобритания, США, Канада, Франция, Италия, Швейцария, Турция, Китай, Южная Корея. Создание российского варианта эталонного килограмма — вопрос не только престижа, но и безопасности. Простое заимствование прибора чревато зависимостью от страны-поставщика. Обладание собственным эталоном массы важно для таких сфер, как наука и торговля.
Масса груза, установленного на весы Киббла, с предельной точностью определяется в магнитном поле весов. Проблема в том, что как только на катушку с проволокой, прикрепленную к чаше с грузом, подают электрический ток, поле меняется и точность сбивается.
«Магниты — материалы с линейной текстурой, хрупкие и неоднородные. Тогда как нам необходимо радиальное и очень однородное распределение магнитного поля в так называемом зазоре — воздушном пространстве, в котором перемещается катушка. Для этого мы использовали магнитомягкие элементы, которые и создают необходимую конфигурацию магнитного поля», — объясняет старший научный сотрудник отдела магнетизма твердых тел УрФУ Алексей Волегов.
По прогнозам, реализация проекта по созданию российских весов Киббла займет не менее пяти лет.
