відбудеться між 13 і 16 листопада

Історія, наука та дипломатія мають призначити зустріч у Версалі, щоб перевизначити кілограм та інші заходи, які в даний час не настільки незмінні, як ми могли б подумати

Він захищений трьома скляними дзвонами в підземному сховищі на околиці Парижа і тримається під трьома ключами, опіка яких відповідає трьом різним людям: саме вага служить універсальним стандартом для визначення того, що таке кілограм. Ця історія звучить настільки дев’ятнадцятого століття, що вона є. З 19 століття цей циліндр служив еталоном для вимірювання ваги, але через кілька днів це зміниться.

наука

Генеральна конференція мір і ваг (CGPM), яка відбудеться у Версалі з 13 по 16 листопада, стане науково-дипломатична подія, яка увійде в історію: у 21 столітті фізичні об’єкти вже неприпустимі для отримання точних вимірювань.

"Існує корупція, інбридинг та кумівство": говорять маргінали іспанської науки

Вам потрібно трохи переглянути історію, щоб зрозуміти її. 20 травня 1875 року представники 18 держав підписали Конвенцію про метро в Парижі, a договір, який встановлював одиниці довжини і ваги, десяткова метрична система, яка згодом була розширена для збору всіх фізичних вимірювань, які сьогодні згруповані в Міжнародній системі одиниць (SI).

Представник Іспанії Карлос Ібаньєс де Іберо був першим президентом Міжнародного комітету мір і ваг, який з тих пір відповідає за забезпечення однаковості одиниць виміру, представляючи пропозиції, які можуть вдосконалити систему.

Однак органом, що приймає рішення, є Генеральна конференція, яка зараз збирається двадцять шостий раз. Його перша сесія, в 1889 році, служив для вибору міжнародних зразків метро (брусок, складений із сплаву платини та іридію) та кілограм (циліндр з того ж матеріалу). Кілька примірників були роздані державам-членам, щоб служити національними стандартами, а інші залишились у Парижі.

Міжнародне бюро мір та ваг (BIPM, його абревіатура французькою мовою), розташоване у Севрі, на околиці французької столиці, продовжує зберігати ці скарби. Насправді модель метро зберігала свою первісну функцію лише до 1960 р вже було переосмислено пару разів: в наш час те, що таке лічильник, встановлюється як функція швидкості світла. Однак, кілограмова схема залишатиметься чинною до 20 травня наступного року - це Міжнародний день метрології на згадку про Конвенцію 1875 року - коли угода, яка буде затверджена, тепер набирає чинності.

"Історична віха"

"Це ключовий рік після двох розчарованих конференцій в якому була зроблена спроба перегляду, буде до і після, це історична віха ", - заявляє Текнаутас Хосе Анхель Роблес Карбонелл, науковий керівник Іспанського центру метрології (CEM) та єдиний представник Іспанії на конференції разом з його напарник Хосе Мануель Бернабе.

СЕМ, автономний орган Міністерства промисловості, торгівлі та туризму, є технічний орган, який відповідає за метрологію в Іспанії. Це означає, що він несе юридичну відповідальність за вимірювальні прилади, що впливає на громадян у таких питаннях, як камери швидкості. Крім того, він підтримує національні стандарти вимірювань, проводить дослідницькі роботи та пропонує послуги промислового калібрування на більш ніж 10 000 квадратних метрах, які займають його 82 лабораторії, розташовані в шести будівлях, розташованих у Трес-Кантос (Мадрид).

Це ключовий рік після двох розчарованих конференцій, в яких була зроблена спроба перегляду, буде до і після, це історична віха

"У 19 столітті вони вважали, що деякі властивості планети незмінні", тому метр, десять мільйонної відстані меридіана Парижа від Північного полюса до Екватора, який був математично розрахований шляхом вимірювань на тій уявній лінії між Дюнкерком та Барселоною. Це знайшло відображення в платиновому та іридієвому барі BIPM. Однак "сьогодні ми знаємо, що фізичні артефакти більше не діють", - говорить Роблес.

Гантель, яка худне

Найкращим прикладом є сам циліндр, який служить міжнародним прототипом кілограма, також відомим під абревіатурою IPK. Переживши Другу світову війну - Севр користується особливим дипломатичним статусом, який поважали навіть нацисти- був відкалібрований в 1946 році і знову в іншу знаменну дату, 1989 рік. Несподіванкою стало те, що він втратив 50 мікрограмів (0,00005 грам).

"Це незначно навіть для нас. Ніхто, навіть метрологічні лабораторії найвищого рівня за ці століття ніяк не постраждали від цих 50 мікрограмів", - каже фізик Естефанія де Мірандес, єдина іспанська членка BIPM, яка бере участь прямим способом у перевизначенні. "Важливість полягає в тому, що ми не контролюємо потенційні зміни маси прототипу в майбутньому, і це не задовільно", - додає він.

У 1989 році кілограмова парадигма втратила 50 мікрограмів з часу останнього вимірювання

Варіація - це те, що важить сніжинка, і причини її невідомі достеменно. "Можливо через накопичення вуглеводнів деякі копії або це може бути пов'язано з прототип втрати маси через тертя з опорою. Але це лише здогадки », - визнає фізика. Істина полягає в тому, що будь-який матеріал піддається поглинанню або втраті молекул, і саме це могло статися у випадку з еталонною вагою або її копіями. Бо точність, що науці потрібно так багато змін, була дуже серйозним приводом для занепокоєння.

"Немислимо, щоб цю невизначеність неможливо було покращити", - говорить Роблес, "нам потрібна посилання, стабільне з часом, що не залежить від об'єктів і що відтворюється за допомогою експериментів ".

Тож фізики шукають універсальні константи, які дозволяють проводити вимірювання в будь-який час і в будь-якому місці з максимальною надійністю. Наприклад, однією з цих констант є швидкість світла і саме тому він був використаний для перевизначення метро. Як каже науковий керівник СЕМ, мова йде про "відокремлення визначення одиниці від її практичної матеріалізації".

Змініть 4 із 7 одиниць виміру

SI складається з семи базових одиниць. Крім того кілограм та метр, є друге (вимірює час), підсилювач (інтенсивність електричного струму), Кельвін (температура), родимка (кількість речовини) та свічка (інтенсивність світла).

По-друге, канделя і лічильник вже мають задовільні визначення - принаймні наразі, оскільки, наприклад, у випадку часу в якийсь момент найближчим часом оптичні годинники витіснять атомні - тому вчені працюють вже давно кілька років в інші чотири.

Результат полягає в тому, що для ампера буде враховано елементний заряд електрона; для кельвіна - постійна Больцмана; для родимки - постійна Авогадро; і, нарешті, наша улюблена вага, замкнена у підвалі Севра, буде замінена константою Планка.

"Переходячи до визначення, заснованого на фундаментальних константах, контроль за стабільністю визначення є тотальним. Звичайно, тоді буде потрібно, щоб експерименти, які застосовують це визначення, також були стабільними, і це вже інше питання », - говорить фізик з паризького офісу.

Іспанський внесок був фундаментальним в експериментах, пов'язаних з вимірюванням температури через кельвін за допомогою константи Больцмана, в яких працювали як СЕМ, так і Університет Вальядоліда.

Іспанія брала активну участь у перегляді кельвіна, який вимірює температуру, але не кілограм

У новому визначенні кілограма Іспанія не брала безпосередньої участі, оскільки для отримання константи Планка дослідники використовують баланс Ватта - прилад, який порівнює механічну потужність з електромагнітною потужністю за допомогою окремих експериментів і який має вартість обслуговування одного мільйона євро рік.

Пошук усіх нових посилань керувався ідеєю, що варіація щодо поточної моделі є мінімально можливою, включаючи новий кілограм, тому нічого не зміниться з практичних цілей: "Кілограм залишиться кілограмом на все". Прощайте з мрією схуднути, нічого не роблячи.

Насправді єдиними безпосередньо зачепленими будуть вчені, що працюють над цим питанням. Навіть найвищій точності галузі не доведеться вносити якісь корективи, як сьогодні вона працює максимум близько 100 мікрограмів. Іншими словами, 20 травня 2019 року абсолютно нічого не станеться. "Для метрологів, які працюють на найвищому рівні, потрібно буде внести певні чисельні корективи у свої прилади, але це буде зроблено лише один раз, під час прийняття, і тоді більше нічого робити не доведеться", пояснює Естефанія де Мірандес.

Важливе значення для нанотехнологій

Однак перевизначення одиниць виміру з використанням констант було вже актуальним перед новими проблемами, які ставлять нанонаука та нанотехнології перед квантовою революцією, особливо в таких питаннях, як електричні сигнали. дрібні частинки починають мати значення. Насправді, в розробці є поля, які були відносно "зупинені", чекаючи нових одиниць виміру, за словами Роблеса, який є інженером-промисловиком.

З розвитком технологій та надзвичайною точністю вимірювань у всіх областях, ми побачимо дивовижні результати у найближчі десятиліття, такі як надзвичайна точність систем GPS. Крім того, неминуча автоматизація багатьох процесів зробить це бажаним: «Давайте уявимо, що штрафи встановлюють автоматичні машини і що кілька сантиметрів визначають, чи добре ви припаркувались або ви перебуваєте в забороненій зоні ".

Однак у короткостроковій перспективі на наші повсякденні дії це не вплине, за винятком деяких незначних ефектів забезпечення. "Визначення підручників доведеться змінити і вчителям доведеться пояснювати їх, говорячи про універсальні константи », - говорить експерт. Давай, вони ще трохи ускладнять твоє життя. У цьому сенсі Роблес визнає стурбованість мізерним розкриттям інформації, яке було зроблено в Іспанії з цього питання порівняно з іншими країнами.

У світі є лише три країни, які проходять метричну систему олімпійським шляхом: Бірма, Ліберія та США

Незважаючи ні на що, "реформа не має юридичної цінності", пояснює Естефанія де Мірандес, тому "вона не є обов'язковою для будь-якої країни, і кожна вирішує суверенно, чи хоче вона її прийняти". Однак більшість національних законів держав-членів та асоційованих держав Генеральної конференції вже містять згадки про включення резолюцій цього органу.

Три країни, які передають тему

Тож можна передбачити, що зміна буде загальнолюдською, за винятком трьох країн світу повністю пройти Міжнародну систему одиниць: Бірма, Ліберія та США. Їм це не вистачає, оскільки СІ була "одним із досягнень 20 століття, хоча ми не надаємо їй тієї цінності, яку вона має", говорить Роблес.

Насправді такі дрібні розбіжності можуть бути катастрофічними. У вересні 1999 року зонд Mars Climate Orbiter впав на Марс. 125 мільйонів доларів часу, витраченого на час, були витрачені найдуршою помилкою в історії НАСА. Що сталося? Контроль над Землею Я використовував метричну систему і корабель англосаксонської системи.