У чиновников Международного комитета мер и весов наступили тяжелые времена: в стройной международной системе единиц (СИ), официально принятой в 1960 году, недавно возникла трещина. Важнейший мировой эталон физики, килограмм, полегчал.
Специальная бригада контролеров, раз в год проверяющая соответствие международного эталона килограмма, хранящегося неподалеку от Парижа платиново-иридиевого цилиндра высотой и диаметром 39 мм, в результате очередного контрольного взвешивания обнаружила необъяснимую потерю им 50 микрограммов по сравнению с предыдущими замерами. Так и не сумев выяснить причину этого вопиющего безобразия, ученые мужи были вынуждены признать, что драгоценный цилиндр, служивший человечеству верой и правдой более столетия (эталон массы был отлит в Великобритании в 1889 году), отныне не может считаться образцовым килограммом.
Впрочем, кризис стандарта массы, по большому счету, был вполне предсказуемым. Дело в том, что в жестком перечне семи базовых физических величин - длины, времени, массы, температуры, силы тока, количества вещества и силы света, - установленном системой СИ, только у эталона массы до сих пор отсутствовало внятное строгое определение, соответствующее духу времени. Скажем, единица длины, метр, изначально выводившаяся из длины окружности Земли, согласно современным расчетам, соответствует расстоянию, которое проходит свет за 1/299792458 секунды, а секунда, в свою очередь, - это время, затрачиваемое атомом цезия на 9192631770 колебаний. Причем, что особенно важно, эти новые эталонные величины не только весьма точны, но и при желании могут быть достаточно легко перепроверены любым скептиком. Но к килограмму, увы, это не относится.
Оказавшись в неприятной ситуации, руководители Международного комитета мер и весов в авральном порядке приступили к разработке усовершенствованного варианта определения эталона массы. Сегодня над этой проблемой активно работают два конкурирующих научных коллектива - Лаборатория федеральных стандартов в немецком Брауншвейге и Национальный институт стандартов и технологий в Вашингтоне.
Участники первого проекта, возглавляемого Петером Беккером, стремятся вывести единицу массы через трудоемкий подсчет количества атомов, содержащихся в килограммовом кристалле кремния. Точнее, речь идет об основном изотопе кремния-28, отделением которого от прочих изотопов ученые брауншвейгской лаборатории занимаются в сотрудничестве с российскими физиками-ядерщиками, разработавшими наиболее эффективные методы центрифужного получения высокообогащенных радиоактивных элементов. Опытный образец кремниевого кристалла (99,99% чистоты) был недавно доставлен в Брауншвейг для дальнейших анализов.
Их соперники из вашингтонского института пошли по другому пути: их идея заключается в том, чтобы точно измерить в ваттах величину электромагнитной мощности, необходимой для уравновешивания эталонного килограмма (американские ученые планируют вычислить так называемый ваттовый баланс). Как полагает руководитель проекта номер два Ричард Стейнер, "измерить энергию проще, чем сосчитать точное количество атомов". По утверждению г-на Стейнера, возглавляемая им группа в результате текущих майских экспериментов сумела вплотную приблизиться к теоретическим расчетным величинам.
Окончательное решение - какой из двух вариантов определения килограмма взять за основу - остается за Международным комитетом мер и весов.
