Ap Itemrework - Patchnotizen 5.13
Die meisten Leute wissen, wie viel ein Pfund wiegt - 16 Unzen. Die weltlichen unter uns wissen vielleicht, dass ein Kilogramm 2,2 Pfund oder 1.000 Gramm ist. Aber wir Ja wirklich wissen was diese Zahlen bedeuten? Die Vereinbarung von Maßeinheiten ist viel komplizierter, als es den Anschein haben mag, und die Art und Weise, wie sich Menschen auf Gewichte auf der ganzen Welt einigen, wird sich völlig ändern.
Seit über einem Jahrhundert ist der Weltstandard für das Kilogramm der Internationale Prototyp des Kilogramms, ein Zylinder aus Platin und Iridium, der im Internationalen Büro für Poids und Mesures (Frankreich) aufbewahrt wird. Das BIPM ist eine internationale Organisation, die zur Vereinheitlichung der internationalen Wissenschaft und des Handels beiträgt, indem Standards für Messungen festgelegt werden, auf die wir uns alle einigen können. Deshalb hat das BIPM das IPK: Ohne diesen schweren kleinen Zylinder hätte die Welt kein Standard-Kilogramm, um zu bestimmen, wie viel ein Kilogramm wiegt. Kopien des IPK (manchmal auch als "Le Grand K" bezeichnet) wurden auf der ganzen Welt verteilt, so dass die Mitgliedsländer den Standard beibehalten können. Alle 40 Jahre wird das IPK gemessen, um sicherzustellen, dass es immer noch ein Kilogramm ist. Kürzlich durchgeführte Messungen haben jedoch gezeigt, dass die Massen dieser Grand-Ks divergieren, was Chaos für Handel, Wissenschaft und möglicherweise sensible Bereiche wie die Raketentechnik bedeuten könnte, in denen die Berechnungen genau sein müssen.
Dieses System mag bizarr und archaisch klingen, aber es gibt einen guten Grund, warum die Welt dieses Referenzgewicht seit so vielen Jahren verwendet hat: Es ist wirklich schwer herauszufinden, was ein Kilogramm anders ist. Hier ist der Grund.
Während wir denken, dass unterschiedliche Maßeinheiten ihre eigenen Naturgesetze sind, die in Bezug aufeinander definiert sind - zum Beispiel ist ein Tag 24 Stunden und eine Stunde 60 Minuten und eine Minute 60 Sekunden - die Wahrheit ist, dass Einheiten von Messungen wurden historisch in Bezug auf einige konkrete Phänomene in der Welt definiert. In der Messtechnik, dem Studium der Messung, werden diese konkreten Phänomene als Artefakte bezeichnet.
Wie der Luftfahrtingenieur Max Fagin am Donnerstag in einem Tweet skizzierte, haben Wissenschaftler im Laufe der Jahre einen großen Weg zurückgelegt, um herauszufinden, wie man über Artefakte hinausgehen kann, um Dinge zu messen, ohne sie neben andere Dinge stellen zu müssen. Zum Beispiel wurde eine Sekunde als 1 / 31556925.9747 der Zeit gemessen, die die Erde benötigt, um sich um die Sonne zu bewegen. Jetzt ist es definiert als die Zeit, die ein Elektron in einem Cäsium-133-Atom benötigt, um 9.192.631.770-mal zu schwingen. Dies mag unnötig spezifisch und ehrlich gesagt bizarr klingen, aber durch die Definition einer Maßeinheit in Bezug auf das Verhalten eines Atoms können Wissenschaftler mit ziemlicher Sicherheit sagen, dass eine Sekunde eine Sekunde ist, egal wo Sie sich im Universum befinden - und nein Egal, ob Sie eine Stoppuhr haben.
Kurz gesagt, Wissenschaftler haben den Standard-Bezugspunkt für Messungen von von Menschen hergestellten Objekten auf universelle Konstanten verschoben. Alle außer dem Kilogramm.
Der November ist da und das bedeutet, dass eine massive Verschiebung bevorsteht. Mit "massiv" beziehe ich mich natürlich auf die Neudefinition der Kilogramm-Masseinheit, die die Welt seit über 100 Jahren aufgebaut hat. Lassen Sie mich das erklären: pic.twitter.com/FnOmq4dFTF
- Max Fagin (@ MaxFagin), 1. November 2018
Die zweite, wie das Kilogramm, der Meter und vier weitere Einheiten bilden die Einheiten von Systéme International. Dies sind die grundlegendsten Maßeinheiten, auf denen alle anderen basieren. Heutzutage können die meisten SI-Einheiten ohne irgendein Artefakt bestimmt werden, aber die Messung eines Kilogramms ist viel schwieriger, da komplexe Berechnungen erforderlich sind, die durch die Schwerkraft komplizierter gemacht werden. Obwohl wir Masse und Gewicht oft als gleich betrachten, sind sie es nicht. Masse in Kilogramm ist, wie viel Materie in einem Objekt ist. Aber so planen Wissenschaftler, das IPK obsolet zu machen.
4 / Am Fuß dieses Turms befinden sich die SI-Basiseinheiten. Nur 7 SI-Basiseinheiten definieren jede andere vorhandene Einheit. Sie sind:
Kilogramm, kg (Masse)
Meter, m (Abstand)
Zweitens s (Zeit)
Kelvin, K (Temp.)
Ampere, A (elektrischer Strom)
Candela, CD (Lichtstärke)
Mol, Mol (Menge) pic.twitter.com/Qe2jS13kEn
- Max Fagin (@ MaxFagin), 1. November 2018
Hier kommt das Kibble Balance ins Spiel, um uns zu retten. Dieses Gerät wird von mehreren Laboren entwickelt. Das National Institute of Standards and Technology in den USA und das National Physical Laboratory in England arbeiten beide an diesem Gerät, das hoffentlich das Kilogramm in Bezug auf die Planck-Konstante neu definieren wird, eine Zahl, die für unser Verständnis der Quantenmechanik von zentraler Bedeutung ist. Kurz gesagt, dieses Gerät ermittelt die Masse nicht durch Messen des Gewichts, sondern durch Messen der elektromagnetischen Kraft zwischen zwei Platten. Oh, und alles ist in einem Vakuum erledigt.
Die Kibble Balance sollte, vereinfacht ausgedrückt, in der Lage sein, die Masse eines Objekts - beispielsweise des IPK - in Bezug auf die elektrische Leistung zu messen. Schauen Sie sich das folgende Video an, um alles in den Griff zu bekommen. Für alle, die sich nicht mit der Physik auskennen, genügt es zu sagen, dass Kibble Balance Wissenschaftlern helfen soll, das Kilogramm neu zu definieren.
"Ein wichtiger Grund für diese Arbeit ist die Gewährleistung internationaler Sicherheit", sagte Ian Robinson, Leiter der Abteilung für technische Messungen des National Physical Laboratory, der luxemburgischen Nachrichtenagentur Delano. "Wenn der Pavillon de Breteuil", in dem das IPK gelagert wird, "morgen abgebrannt und das Kilogramm in seinen Gewölben geschmolzen ist, hätten wir keinen Hinweis auf das metrische Gewichtssystem der Welt. Es würde Chaos geben. Die derzeitige Definition des Kilogramms ist immerhin das Gewicht dieses Zylinders in Paris. “
Und das ist einfach nicht gut genug für die internationale Wissenschaft.
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