Az értékes kiló mellett a szentpétervári Mendeelejev Kutatóintézet rendelkezik szokásos mérővel, amperrel és kelvinnel
Mivé alakulna az életünk, ha hirtelen eltűnnének a mértékegységek - mindezek a feszültségek, grammok, kelvinek? Sem tévét nézni, sem boltba menni, sem öltözködni az időjárásnak megfelelően. És ezek még mindig virágok.
- Az információk bármilyen átvétele - vizuális, szöveges, auditív - valójában egy mérés: amikor megkülönböztetünk szavakat, szimbólumokat, képeket, összehasonlítjuk őket valamivel - magyarázza Kirill Gogolinsky, a Mendelejev Allorosz Metrológiai Tudományos Kutatóintézet igazgatója. - A mérések pontossága határozza meg az állam gazdasági fejlettségi szintjét és fejlődésének ütemét.
NAGY HETEN
A metrológia, a mérések egységességét biztosító tudomány segít ugyanazon a nyelven beszélni az egész világgal. Ha nem ő, az emberiség nem tudta megszervezni a kereskedelmet, megalapozni a mérnöki kommunikáció munkáját, és még autót sem összeállítani.
Mendelejev Intézet - az orosz metrológia bölcsője Fotó: Oleg KUZENKOV / kp.ru
A mérés kiviteli alakja vagy eszköz (például vonalzó), vagy tárgy (azonos súlyú). Azokat az eszközöket és tárgyakat, amelyekből számos másolat készül, szabványnak nevezünk. Minden állam arra törekszik, hogy minél több szabványt hozzon létre, és ehhez a legmagasabb technológiákat alkalmazza, hogy ne menjen el mindig a szomszédokhoz vagy Franciaországhoz az ideális súlyért (a világ fő kilogrammja ott tárolódik).
Promóciós videó:
- Ma hazánkban 164 szabvány van érvényben - magyarázza Alekszej Abramov, a Rosstandart vezetője. - Oroszország egyike azon öt országnak, amelyek aktívan népszerűsítik a metrológiát.
A szabványok egy részét egy „termoszban”, egy épületen belüli épületben tárolják. Fotó: Oleg KUZENKOV / kp.ru
A 164 szabványból 54-et a Mendelejev Kutatóintézet, az „orosz metrológia bölcsője” őrzi. A világ minden szabványa hét alapmennyiségből születik: méter (hossz), kilogramm (tömeg), másodperc (idő), amper (elektromos áram), kelvin (hőmérséklet), mol (anyagmennyiség) és kandela (fényerősség).
Az állami normák nemzeti kincs. De ez a csodálatos hét közülük a legértékesebb. Négy mérőszámot - méter, amper, kelvin és kilogramm - Szentpéterváron tárolnak.
A FÖLDÖN A LEGJOBB
- A világ legjobbjai vagyunk a kelvinben! - mondja az intézet. - A hazai fejlesztések képesek kibővíteni a tartományt 3473 Kelvin fokig, és másfél-kétszer csökkentik a reprodukciós hibát.
Kelvin fél szobát foglal el Fotó: Oleg KUZENKOV / kp.ru
A nulla a Kelvin-skálán mínusz 273 Celsius-fokkal egyenlő. A hőmérséklet mércéje korántsem hasonlít a hőmérőhöz: a legösszetettebb hősugárzók, sok lencse, két abszolút fekete test és több számítógép telepítése, kvantumhatások alapján, fél szobát foglal el. Az alkatrészek hetven százaléka orosz.
A helyiséget, ahol a kelvin "él", állandó hőmérsékleten tartják: még egy társaság társaságának rövid laboratóriumi tartózkodása is befolyásolja az eredményeket.
A hőmérsékletmérő sok sugárzóból és lencséből áll Fotó: Oleg KUZENKOV / kp.ru
- Most összehasonlítjuk a kelvinünket a japánokkal - magyarázza Pokol Anatolij, a kelvin őrzője. - Maga a folyamat sok időt vesz igénybe: összehasonlítás egy ponton - körülbelül két óra, és mégis sokakban szükséges. Egy ember nem képes rá. Tíz évig tartott felkészülni erre az összehasonlításra.
HIDEG PÁR
A király az elektromos mennyiségek között amper. De lassan áttérnek a volt (feszültség) és az ohm (ellenállás) kvantumnormáira. Volt "él" egy komplex telepítésben, árnyékolt helyiségben elhelyezve. A méréseket ultra alacsony hőmérsékleten hajtják végre.
- A legalacsonyabb hőmérsékletet speciális elektromos mennyiségek reprodukálásakor alkalmazzák - magyarázza Alekszandr Katkov. - A hőmérséklet eléri a millikelvint. A bennük lévő atomok termikus rezgései olyan kicsiek, hogy nem rombolják le az anyagok elektromos tulajdonságait. Négy kelvini feszültséget tíz pontossággal mértek a mínusz tizenegyedik teljesítményig.
Körülbelül így néz ki a referenciafeszültség Fotó: Oleg KUZENKOV / kp.ru
Lényegében a volt egy folyadék héliumba ágyazott mikrokapcsolás. "Kidolgoztuk a világ egyetlen hordozható volt szabványát" - jegyzi meg Kirill Gogolinsky. - Ennek segítségével nemzetközi összehasonlításokat végeztek, és a világ legjobb eredményeit mutattuk be.
Ohm a rendkívüli hideget is kedveli. Az ellenállást szó szerint egy elektron nyomon követheti.
- Az egyik probléma a jelenlegi mágneses mező - mondja Jurij Szemenov, az ohm őrzője. - Nem könnyű kihozni belőle a mikrostruktúrákat. De meg kell mérnünk a nano-mennyiségeket.
… És így - ó Fotó: Oleg KUZENKOV / kp.ru
Volt kőasztal Volt laboratóriumának közepén. De ez nem csak egy bútordarab: ez … az épületen belül egy különálló épület háromemeletes, 750 tonnás alapzatának a csúcsa. A beton "termosz" független a külső falaktól. Végül is a legkisebb rezgésnek sem - a forgalmas Moszkovszkij sugárútból, a közeli Tekhnologicheskiy Institut metróállomásról, a Zagorodnoye-on közlekedő villamosoktól - nem szabad elérnie a szentek szentjét, egy kilogrammig.
"GONDOLKODÁS" ÉS "ÖREGSÉG"
Ha a hat alapvető mértékegység szabványai fizikai állandókon alapulnak, és nem függenek a "vas" -tól, akkor a kilogramm az utolsó standard műtárgy. Vagyis bár tökéletes, de tárgy.
Nincs sapka és garat megtakarítani a fémet a "fogyástól" Fotó: Oleg KUZENKOV / kp.ru
"A kilogramm világmércéje egy súly, amelyet Párizs közelében, Sevresben tárolnak" - magyarázza Gogolinsky. - A világ összes metrológiai intézetében vannak példányai. A helyzet a következő: ha ellopja az elsődleges kilogrammot Franciaországban, akkor az egész világ elveszít egy kilogrammot.
A fő orosz kiló (és tartalék ikertestvére) 125 éves. Ez egy platina és irídium ötvözetéből készült tömeg, amelynek magassága és átmérője 39 milliméter. Egy kilogrammot légmentesen záródó sapka alatt, három zárral ellátott széfben tárolnak egy külön bunkerben egy bizonyos nedvességtartalmú és hőmérsékletű laboratóriumban, amely a "termosz" épületben található.
Az állandókban kifejezett tökéletes kilogramm egy metrológus álma Fotó: Oleg KUZENKOV / kp.ru
- Ötévente kivesszük a szabványt, hogy összehasonlíthassuk őket a másolatokkal - mondja a kilogrammot tartó Viktor Snegov. - Utoljára 1993-ban és 2013-ban hasonlították össze őket a párizsi standarddal.
De még ilyen körülmények között is "lefogyott" az orosz kilogramm. Eddig egy mikrogramm három mikrogrammos mérési hibával. De francia ősanyja az idők során ötven mikrogrammmal könnyebbé vált. A tudósok szerint ennek oka az atomok mozgása és a fémrészecskék mikrotranszferje a hordozókra az összehasonlítás során.
A széf kilogrammal való megnyitása ünnepélyes és fáradságos eljárás Fotó: Oleg KUZENKOV / kp.ru
A kilogrammra vonatkozó korábbi világszínvonal sokkal kevésbé volt megbízható és kényelmes: desztillált víz köbdeciméteres volt. A tömeg mértéke önkéntelenül a hosszúság mércéjétől függött. Most vannak vákuum-komparátorok - ultramodern mérlegek, amelyek képesek egy tárgyat atomok szerint megszámolni.
Az összehasonlító egy olyan mérleg, amely képes megszámolni az atomokat Fotó: Oleg KUZENKOV / kp.ru
"A hibahatáron belül a jelenlegi kilogrammunk nem változott, de a követelmények nőnek" - mondja Kirill Gogolinsky. - Nemcsak a pontossággal van probléma, hanem a kilogramm mint ilyen megőrzésével és újratermelésével is.
43 ZERO
A fejlődő gazdaság és ipar megköveteli a tizedesjegyek számának növelését.
"Az újradefiniálás régóta esedékes: a precíziós ipar, például a farmakológia aktívan fejlődik" - jegyzi meg Alekszej Abramov. - De a metrológia hozzájárulása a gazdasághoz a GDP egy százaléka.
A tartalék tömeg standard szintén 125 éves Fotó: Oleg KUZENKOV / kp.ru
A világközösség azt tervezi, hogy 2018-ban az ember alkotta szabványokról az abszolút precíz kvantumértékekre tér át.
"Két nemzetközi projekt foglalkozik a kilogramm új szabványával" - magyarázza Viktor Snegov. - Az első a kilogramm meghatározása a Planck-állandó révén az úgynevezett watt-skálák segítségével, amelyek összehasonlítják a mechanikai és az elektromos energiát. A második az állandó Avogadro és a szilícium gömb útja.
Egy kilogramm 28 szilícium-izotóp golyó összetéveszthető azonos súlyúnak. De van egy fontos különbség: a tudósok tudják, hány atom van ebben a gömbben. Ez - félelmetes mondani - körülbelül ötven szeptillió darab (öt után - 43 nulla). Ha az emberiség a súlyról a gömbre mozog, akkor a kérdés, hogy mi az a kilogramm, válaszol: "Ennyi szilícium-28 atom tömege ez." Az összehasonlítók segítenek az új szabványok reprodukálásában. És nem öregszik a fém, nincsenek eltérések.
Oroszország fő kilogrammjának sok "utóda" van acélból készült Fotó: Oleg KUZENKOV / kp.ru
- A szilícium nagyon stabil elem: évmilliárdok után lebomlik, oxidációs rétege minimális - magyarázzák a tudósok. „Tiszta kristályszerkezete van, ezért az őrléssel azonos irányú atomok átmérőjűek lehetnek minden irányban. A labda a legoptimálisabb forma.
Körülbelül száz ilyen gömb van a világon. Az első kettő kétmillió euróba került: csak a legtisztább orosz gyártmányú szilícium polírozása, amelyre Ausztráliában került sor, két évig tartott.
MOST:
Lomonoszovban megjelenik egy technopark, ahol új szabványokat hoznak létre
Az importtól való függetlenségért folytatott harcban Oroszország "szorgalmazza" a metrológiát. A Lomonoszovban található Mendelejev Kutatóintézet alapján megjelenik egy technopark, ahol új szabványokat hoznak létre és automatikus mérőrendszereket fejlesztenek ki.
"A Technopark egyesíti a mérőeszközök orosz fejlesztőit és gyártóit, valamint a Rosstandart kompetenciáját" - mondja Andrej Khovanskiy, a VNIIM Mendelejevről elnevezett beruházási projektek osztályának vezetője. - Az import teljes kizárását tervezzük. Ha most 89 százalékos, akkor 2020-ra legalább ötven.
Mendelejev / kp.ru nevét viseli a VNIIM
A technopark teljes mértékben 2022-ben működik. Most, a 35,5 hektáros területen tizennyolc épület található, köztük egyedi épületek: zajvédett épületek, földalatti laboratóriumok. Igaz, javításra szorulnak. Az első szakaszban öt ipari épület, egy logisztikai komplexum, egy irodaház és három rezidens szakember számára kialakított lakóépület jelenik meg a helyszínen.
A tervezés egy évet, a javítás és az építkezés még kettőt vesz igénybe. Mindennek 9,1 milliárd rubelre van szüksége.
Mendelejev / kp.ru nevét viseli a VNIIM
Mindenekelőtt a technopark automatizált mérőrendszerekkel fog foglalkozni az ökológia területén. A tervek között szerepel az elektrokémiai mérések az orvostudományban, az "intelligens" kiberfizikai rendszerek metrológiája, a gáz- és petrokémiai komplex metrológiája. És ugyanakkor - a referencia-bázis fejlesztése. Sőt, a lakosok ezt csak saját felszerelésükkel fogják megtenni.
"Megvitatjuk a technoparkok adókedvezményeinek csomagját" - mondja Maxim Meiksin, a szentpétervári Ipari és Innovációs Bizottság elnöke. - A mérőeszközök létrehozása és minden kapcsolódó dolog bekerül azon tevékenységek listájába, amelyekre az adókulcsokat nullázni kell.
Körülbelül tíz szervezet készen áll a technoparkban való munkára. Smolny úgy véli, hogy a Lomonoszov Technopark "komoly áttörési projekt" lesz.
Anna POSLYANOVA