единица

килограмм

Основная единица массы в СИ, здесь определяемая через квантовые константы, а не через физический артефакт.
2 статьи

Описание

Килограмм — основная единица массы в СИ, и с мая 2019 года он определяется фиксацией численного значения постоянной Планка, фундаментальной константы квантовой механики. Это заменило прежнее определение, основанное на физическом артефакте — Международном прототипе килограмма (цилиндре из платино-иридиевого сплава), который был эталоном с 1889 года. Новое определение связывает килограмм с неизменными законами физики, а не с единственным объектом, который может быть поврежден, утерян или медленно набирать массу из-за загрязнения поверхности.

История

Килограмм изначально был определен в 1795 году как масса одного литра воды, но в 1889 году его заменил Международный прототип килограмма. Переход к определению на основе квантовых констант был одобрен в 2018 году и вступил в силу 20 мая 2019 года, во Всемирный день метрологии.

Как это работает

Определение использует связь между массой и энергией через E=mc² и постоянную Планка h, которая связывает энергию фотона с его частотой. На практике килограмм реализуется с помощью весов Киббла — прибора, который измеряет массу, сравнивая силу гравитации, действующую на пробную массу, с электромагнитной силой. Электромагнитная сила определяется квантовыми электрическими эталонами (эффектом Джозефсона и квантовым эффектом Холла), которые сами задаются постоянной Планка и элементарным зарядом.

Где применяется

Новое определение позволяет проводить точные измерения массы в любой точке мира без необходимости сравнения с единственным физическим артефактом, повышая точность в науке и промышленности — от фармацевтического производства до экспериментов в фундаментальной физике.

Любопытный факт

Старый Международный прототип килограмма до сих пор хранится в хранилище во Франции, но теперь это просто исторический объект, больше не являющийся официальным определением единицы.

Граф понятий →

Статьи по теме · 2

Мезоскопика2026-01-271 минarXiv:2601.19054экспресс
Квантовая геометрия: как рентген увидел невидимое
Повар пробует суп, чтобы понять, сколько соли в кастрюле. Физики сделали похожее с кристаллами: направили на них рентгеновские лучи и по тому, как лучи рассеялись, вычислили, насколько «размазаны» электроны в химических связях. В алмазе атомы углерода держатся за счёт общих электронов — как два человека, которые делят одно одеяло.
Весы, которые взвешивают килограмм по квантам
В тихой лаборатории на столе стоит прибор размером с микроволновку. Внутри него катушка плавно скользит вверх и вниз, а компьютер считывает электрические сигналы. Так выглядит настольная версия весов Ки-Блеза — устройства, которое связывает массу с квантовыми константами. Раньше такие весы занимали целую комнату и требовали команды инженеров.