22.5.2019 | Svátek má Emil


VĚDA: Konec Velkého K

10.1.2019

Pocit, že se život zrychluje, je obvyklý; méně si uvědomujeme, že se také zpřesňuje. Běžného občana se to obvykle bezprostředně netýká. Fakt, že nabízené hodinky mají chybu jedné sekundy za rok, je reklama. Sekunda byla původně definována jako 1/86400 „středního slunečního dne“, dnes je to 9 192 631 770 period záření, které přísluší přechodu mezi dvěma hladinami jemné struktury základního stavu atomu cesia 133Cs. Pro vědce je to přesnost významná, pro nás, čekající na autobus, to důležité není, stejně jako ty hodinky. Tady se počítá na minuty. V lepším případě.

Soustava jednotek SI byla navržena tak, aby byly opravdu přesné. V roce 1791 byl jeden metr desetimiliontinou zemského kvadrantu, čtvrtiny poledníku procházejícího Paříží. Doba pokročila a starý metr padl. Dnes je to vzdálenost, kterou urazí světlo ve vakuu za 1/299 792 458 sekundy. Opět – v běžném životě pořád stačí jednoduchý skládací metr. Fotbalový rozhodčí odměřující vzdálenost zdi bránících hráčů má obrazný metr v nohách.

Soustava SI spočívá na sedmi jednotkách, šest bylo zpřesněno, pro laika ne právě jednoduše, ale je tu ještě sedmá. Například v Brockhausově Lexikonu z roku 1911 čteme, že jeden kilogram je váha jednoho litru vody při 4 oC. Autorům uniklo, že od roku 1889 je kilogram definován válečkem ze slitiny platiny a iridia uloženém v Sevres u Paříže. To je proslulý Le Grand K, který dostal postupně několik identických kopií, podle nichž si státy kalibrují své kilogramové standardy. Teď však američtí odborníci zjistili, že jejich kilogramový standard je o pět miliontin procenta lehčí než Velké K. Při občasném používání se ze standardu vždy „ošoupalo“ něco atomů. Při nákupu brambor v zelenině netrváme na přehnané přesnosti, ovšem v přesných měřeních dnešní vědy je taková odchylka problematická.

Máme tedy co činit s jednotkou vyžadující novou, přesnou definici. Jako u všech dalších základních jednotek by se mělo vycházet z několika hlavních fyzikálních konstant, jimiž jsou Planckova konstanta, elementární náboj, Boltzmannova konstanta a konečně konstanta Avogadrova. Pokud se vše povede, bude kilogram vycházet z Planckovy konstanty, která má podle tabulek hodnotu 6,626 075 5.10-34 J.s. Zatím v tom kilogram nevidíme, ale joule, J, má rozměr kg.m2.s-2, takže je to v pořádku. Ovšem přetrvává nesnáz, že i tyto „neotřesitelné“ konstanty trpí přece jen nepatrnou nejistotou v přesnosti. Podle některých vědců je stanovení Planckovy konstanty jedno z pěti vůbec nejtěžších ve fyzice, a to právě i s tou nepatrnou nejistotou.

Co tedy dělat? Vše směřuje k tomu, že se odborníci budou muset nejdřív shodnout na jediné hodnotě každé z konstant, kterou přijmou jako úplně přesnou. Pak se dá pokračovat k ostatním měrovým jednotkám. Jestliže se to povede, měly by nové jednotky vstoupit v planost 20. května 2019 a také Le Grand K skončí v muzeu. Náš život bude zase přesnější, což asi moc nepoznáme. I nadále budeme pociťovat především jeho zrychlování.

Autor je fyzikální chemik

LN, 5.1.2019



Diskuse


počet příspěvků: 7, poslední 12.1.2019 09:19









 Neviditelný pes
Toto je DENÍK: do sítě jde obvykle nejpozději do 8.00 hod. aktuálního dne. Pokud zaspím, opiji se, zešílím nebo se zastřelím, patřičně na to upozorním - neboť jen v takovém případě vyjde Pes jindy, eventuálně nikdy.
Šéfredaktor Ondřej Neff (nickname Aston), příspěvky laskavě posílejte na adresu redakce Jiřímu Wagnerovi, redaktorovi NP (nickname JAG). Rubriku Zvířetník vede Lika.