Lisaks väärtuslikule kilole on Peterburi Mendelejevi uurimisinstituudis tavaline arvest, ampr ja kelvin
Milliseks kujuneks meie elu, kui mõõtühikud äkki kaoksid - kõik need voltid, grammid, kelvinid? Ei vaata televiisorit ega käi poes ega riietu ilma järgi. Ja need on ikka lilled.
- Igasugune teabe saamine - visuaalne, tekstiline, auditiivne - on tegelikult mõõt: sõnade, sümbolite, piltide eristamisel võrdleme neid millegagi, - selgitab Mendelejevi ülevenemaalise metroloogiainstituudi direktor Kirill Gogolinsky. - Mõõtmiste täpsus määrab riigi majandusliku arengu taseme ja arengutempo.
SUUR SEITSE
Metroloogia, teadus, mis tagab mõõtmiste ühetaolisuse, aitab kogu maailmas rääkida ühes ja samas keeles. Kui mitte tema, ei saaks inimkond korraldada kaubandust, rajada insenerikommunikatsiooni tööd, isegi autot kokku panna.
Mendelejevi instituut - vene metroloogia häll Foto: Oleg KUZENKOV / kp.ru
Mõõtme teostus on kas seade (näiteks joonlaud) või objekt (sama kaal). Seadmeid ja esemeid, millest tehakse palju koopiaid, nimetatakse standarditeks. Iga osariik püüab luua võimalikult palju standardeid ja rakendada selleks kõrgeimaid tehnoloogiaid, et mitte iga kord minna ideaalkaalu pärast naabrite juurde või Prantsusmaale (seal on maailma peamine kilogramm).
Reklaamvideo:
- Täna on meie riigis 164 standardit, - selgitab Rosstandarti juht Aleksei Abramov. - Venemaa on üks viiest riigist, mis metroloogiat aktiivselt propageerib.
Mõned standardid on salvestatud termosesse, hoones asuvas hoones. Foto: Oleg KUZENKOV / kp.ru
54 standardit 164-st säilitatakse Mendelejevi uurimisinstituudis, mis on “Vene metroloogia häll”. Kõik maailma standardid on sündinud seitsmest põhikogusest: meeter (pikkus), kilogramm (mass), sekund (aeg), ampr (elektrivool), kelviin (temperatuur), mol (aine kogus) ja kandela (valgustugevus).
Riigi standardid on rahvuslik rikkus. Kuid see suurepärane seitse on nende seas kõige väärtuslikum. Ja Peterburis hoitakse nelja mõõtu - meeter, ampr, kelvin ja kilogramm.
PARIM MAAL
- Oleme kelvinites maailma parimad! - ütlevad instituut. - Kodused arengud suudavad laiendada vahemikku kuni 3473 Kelvini kraadini ja vähendada reprodutseerimisviga poolteist kuni kaks korda.
Kelvin võtab enda alla poole toa Foto: Oleg KUZENKOV / kp.ru
Null Kelvini skaalal võrdub miinus 273 kraadi Celsiuse järgi. Temperatuuristandard pole kaugeltki nagu termomeeter: kõige keerukamate termomeetrite, mitmesuguste läätsede, kahe absoluutselt musta keha ja mitme kvantefektidel põhineva arvuti paigaldamine võtab pool ruumi. Seitsekümmend protsenti osadest on venelased.
Ruumi, kus kelvin "elab", hoitakse püsival temperatuuril: isegi inimeste lühike viibimine laboris mõjutab näitu.
Temperatuurimõõt koosneb paljudest kiirgajatest ja läätsedest Foto: Oleg KUZENKOV / kp.ru
- Nüüd võrdleme oma kelvinit jaapanlastega, - selgitab kelvini pidaja Anatoli Pokhodun. - Protsess ise võtab palju aega: võrrelda ühel hetkel - umbes kaks tundi, ja ometi on see vajalik paljudes. Üks inimene ei saa hakkama. Selle võrdluse ettevalmistamine võttis kümme aastat.
KÜLM PAAR
Kuningas elektriliste koguste hulgas on amprit. Kuid aeglaselt toimub vendi (pinge) ja oomi (takistuse) kvantstandardite ümber orienteerumine. Volt "elab" keerulises installatsioonis, mis on paigutatud läbivaadatud ruumi. Mõõtmised viiakse läbi ülimadalatel temperatuuridel.
- Spetsiaalsete elektriliste suuruste reprodutseerimisel kasutatakse madalaimaid temperatuure, - selgitab volti hoidja Alexander Katkov. - temperatuur ulatub millikelvini. Neis asuvad aatomite soojuslikud vibratsioonid on nii väikesed, et need ei hävita materjalide elektrilisi omadusi. Nelja kelvini volti mõõdetakse kümne täpsusega miinus üheteistkümnes võimsus.
Umbes nii näeb võrdlusvolt välja Foto: Oleg KUZENKOV / kp.ru
Põhimõtteliselt on volt vedelasse heeliumi sisse pandud mikrolülitus. "Oleme välja töötanud maailma ainsa kaasaskantava voltstandardi," märgib Kirill Gogolinsky. - Selle abil viidi läbi rahvusvahelisi võrdlusi ja näitasime maailma parimaid tulemusi.
Ohm eelistab ka äärmuslikku külma. Takistust saab sõna otseses mõttes jälgida ühe elektroniga.
- Üks probleemidest on praegune magnetväli, - ütleb oomi hoidja Juri Semenov. - Mikrostruktuure pole sellest kerge välja saada. Kuid me peame mõõtma nanokoguseid.
… Ja nii - oh Foto: Oleg KUZENKOV / kp.ru
Voldi labori keskel on kivilaud. Kuid see pole lihtsalt mööblitükk: see on … hoones asuva eraldi hoone kolmekorruselise 750-tonnise vundamendi tipp. Betoonist "termos" ei sõltu välisseintest. Lõppude lõpuks ei tohiks vähimgi vibratsioon - tiheda liiklusega Moskovski prospektilt, lähedal asuvast Tekhnologicheskiy Instituti metroojaamast, Zagorodnoyel sõitvatest trammidest - ulatuda pühade, kuni kilogrammi, pühadesse.
"MÕTLEMINE" JA "VANANEB"
Kui kuue põhi mõõtühiku standardid põhinevad füüsikalistel konstantidel ega sõltu "rauast", siis on kilogramm viimane standard-artefakt. See on küll täiuslik, kuid objekt.
Ükski kork ja punker ei päästa metalli "kaalust alla võtmise" eest Foto: Oleg KUZENKOV / kp.ru
"Maailma kilogrammi standard on kaal, mida hoitakse Pariisi lähedal Sevresis," selgitab Gogolinsky. - Selle eksemplare on kõikides maailma metroloogiainstituutides. Olukord on järgmine: kui varastate Prantsusmaal esmase kilogrammi, kaotab kogu maailm ühe kilogrammi.
Peamine vene kilo (ja selle varuvend kaksikvend) on 125 aastat vana. See on kaal, mis on valmistatud plaatina ja iriidiumi sulamist, mille kõrgus ja läbimõõt on 39 millimeetrit. Kilogrammi hoitakse õhukindla korki all kindla niiskuse ja temperatuuriga laboris asuvas eraldi punkris kolme luku taga asuvas seifis kolme luku taga, mis asub "termos" hoones.
Konstantidena väljendatud täiuslik kilogramm on metroloogi unistus Foto: Oleg KUZENKOV / kp.ru
- Võtame iga viie aasta tagant standardi koopiatega võrdlemiseks, - ütleb kilogrammihoidja Viktor Snegov. - Viimati võrreldi neid Pariisi standardiga 1993. ja 2013. aastal.
Kuid isegi sellistes tingimustes "kaotas kaal" Vene kilogrammi. Siiani üks mikrogramm mõõtmisveaga kolm mikrogrammi. Kuid selle prantsuse eellane on aja jooksul muutunud viiekümne mikrogrammi võrra kergemaks. Teadlaste väitel on põhjuseks aatomite liikumine ja metallosakeste mikrotransfersioon tugedele võrdluste ajal.
Kilogrammiga seifi avamine on pidulik ja vaevarikas protseduur Foto: Oleg KUZENKOV / kp.ru
Senine kilogrammi maailmatasand oli palju vähem usaldusväärne ja mugav: see oli destilleeritud vee kuupdetsimeeter. Massistandard sõltus tahtmatult pikkuse standardist. Nüüd on vaakumvõrdlejad - ultramoodsad kaalud, mis on võimelised loendama objekti aatomite järgi.
Võrdlus on tasakaal, mille abil saab aatomeid lugeda Foto: Oleg KUZENKOV / kp.ru
"Vea piires pole meie praegune kilogramm muutunud, kuid nõuded kasvavad," ütleb Kirill Gogolinsky. - Probleemiks pole mitte ainult täpsus, vaid ka kilogrammi kui sellise säilitamine ja taastootmine.
43 NULL
Arenev majandus ja tööstus nõuavad kümnendkohtade arvu suurendamist.
"Ümberdefineerimine on ammu möödas: täppistööstused, näiteks farmakoloogia, arenevad aktiivselt," märgib Aleksei Abramov. - Kuid metroloogia panus majandusse on üks protsent SKPst.
Varumassistandard on samuti 125 aastat vana Foto: Oleg KUZENKOV / kp.ru
Maailmakogukond plaanib 2018. aastal liikuda inimese loodud standarditelt absoluutselt täpsete kvantväärtuste juurde.
"Kilogrammi uuele standardile on pühendatud kaks rahvusvahelist projekti," selgitab Viktor Snegov. - Esimene on kilogrammi määramine Plancki konstandi kaudu nn vattkaalade abil, mis võrdlevad mehaanilist ja elektrienergiat. Teine on konstantse Avogadro ja ränikera tee.
Kilogrammi räniisotoobi 28 palli võib ekslikult pidada sama kaaluks. Kuid on üks oluline erinevus: teadlased teavad, kui palju aatomeid selles pallis on. See on - on õudne öelda - umbes viiskümmend septillionitükki (pärast viit - 43 nulli). Kui inimkond liigub raskusest sfääri, siis vastatakse küsimusele, mis on kilogramm: "See on nii paljude räni-28 aatomite mass." Võrdlejad aitavad uusi standardeid taasesitada. Ja ei mingit metalli vananemist ega lahknevusi.
Venemaa põhikilogrammil on palju järglasi terasest Foto: Oleg KUZENKOV / kp.ru
- Räni on väga stabiilne element: see laguneb miljardite aastate pärast, selle oksüdatsioonikiht on minimaalne, - selgitavad teadlased. “Sellel on selge kristallstruktuur, nii et jahvatades võib saavutada sama arvu läbimõõduga aatomeid igas suunas. Pall on kõige optimaalsem kuju.
Selliseid sfääre on maailmas praegu umbes sada. Esimesed kaks läksid maksma kaks miljonit eurot: ainult Austraalias toimunud puhtaima Venemaal valmistatud räni poleerimine kestis kaks aastat.
SELLEL AJAL:
Lomonosovisse ilmub tehnopark, kus luuakse uued standardid
Võitluses impordist sõltumatuse pärast "surub" Venemaa metroloogiat. Lomonosovi Mendelejevi uurimisinstituudi baasil ilmub tehnopark, kus nad loovad uued standardid ja töötavad välja automaatsed mõõtesüsteemid.
"Technopark ühendab Venemaa mõõteseadmete arendajaid ja tootjaid ning Rosstandarti kompetentsi," ütleb Mendelejevi nimelise VNIIMi investeerimisprojektide osakonna juhataja Andrey Khovanskiy. - Plaanime impordi täieliku väljajätmise. Kui praegu on see 89 protsenti, siis aastaks 2020 on see vähemalt viiskümmend.
Mendelejevi / kp.ru nime kandev VNIIM
Tehnikapark hakkab täielikult tööle 2022. aastal. Nüüd on 35,5 hektari suurusel maa-alal kaheksateist hoonet, sealhulgas ainulaadsed ehitised: müraimmuunsed hooned, maa-alused laborid. Tõsi, nad vajavad remonti. Esimese etapi jooksul ilmuvad objektile viis tööstushoonet, logistikakompleks, büroohoone ja kolm elamut mitteresidendist spetsialistidele.
Projekteerimine võtab aasta, remont ja ehitus veel kaks. Kõik vajab 9,1 miljardit rubla.
Mendelejevi / kp.ru nime kandev VNIIM
Kõigepealt hakkab tehnopark tegelema ökoloogia valdkonna automatiseeritud mõõtesüsteemidega. Plaanid sisaldavad meditsiini elektrokeemilisi mõõtmisi, "tarkade" küberfüüsikaliste süsteemide metroloogiat, gaasi- ja naftakeemiakompleksi metroloogiat. Ja samal ajal - võrdlusbaasi arendamine. Pealegi teevad elanikud seda ainult oma seadmetega.
"Arutame tehnoparkide maksusoodustuste paketi üle," ütleb Peterburi tööstuse ja innovatsiooni komitee esimees Maxim Meiksin. - Mõõteseadmete loomine ja kõik sellega seonduv lisatakse nende tegevuste nimekirja, mille maksumäärad nullitakse.
Umbes kümme organisatsiooni on juba valmis tehnopargis töötama. Smolny usub, et Lomonosovi tehnopargist saab "tõsine läbimurde projekt".
Anna POSLYANOVA
