ТЕМПЕРАТУРУ БУДУТ ИЗМЕРЯТЬ ПО-НОВОМУ

Публикации

ТЕМПЕРАТУРУ БУДУТ ИЗМЕРЯТЬ ПО-НОВОМУ

16 июля 2013

Физики Великобритании провели наиболее точные измерения постоянной Больцмана, которая определяет соотношение между энергией и температурой. Согласно последним данным, опубликованным в журнале Metrologia, новое значение составляет 1,38065156(98)*10−23 Джоулей на Кельвин. Приписка (98) в конце показывает погрешность измерения последних двух цифр и означает, что погрешность составляет 0,71 частей на миллион, то есть почти в два раза меньше, чем ранее.

Это исследование может радикально изменить наше представление о температуре, а также заменить стандартный метод измерения, которым мы пользуемся более 50 лет.

Поясним. Принятая в международной системе единиц температурная шкала не может полностью удовлетворить потребности современной науки. Разработанная в XIX веке Уильямом Томсоном (он же знаменитый лорд Кельвин) система измерения температуры имеет несколько особенностей. Во-первых, самая низкая температура здесь — это ноль градусов, или абсолютный нуль температуры, при котором из вещества уже невозможно извлечь тепловую энергию.

Во-вторых, шкала привязана к так называемой тройной точке воды — значению температуры (273,16 К или 0,01 градуса по Цельсию), когда возможно одновременное сосуществование трёх фаз воды — жидкой, газообразной и твёрдой.

Учёные давно заметили, что шкала не совсем идеальна: чем выше измеряемая температура, тем больше становится погрешность измерений.
"Когда ваши измерения достигают 1500 °C, это, мягко скажем, глупо отталкиваться от тройной точки воды", — считает Майкл де Подеста (Michael de Podesta) из Национальной физической лаборатории Соединённого Королевства.

Учёный поддерживает альтернативную идею — использовать для шкалы Кельвина постоянную Больцмана, опираясь, таким образом, на энергию частиц. Для этого доктор Подеста вместе с коллегами провёл эксперимент, благодаря которому и удалось сократить погрешность измерения этой константы.

Учёные наполнили медную ёмкость (акустический резонатор) определённым количеством аргона. Энергия газа зависит от средней скорости движения его атомов, а та в свою очередь со скоростью распространения звука. Проигрывая звук разной частоты, экспериментаторы измерили скорость прохождения звука через аргон, и таким образом, определили энергию его атомов.

Указанные расчеты не являются единственными. Например, опубликованы измерения Французской национальной лаборатории метрологии (Laboratoire National de Métrologie et d'Essais), погрешность которых оказалась несколько выше, составив 1,24 частей на миллион.

Однако международный комитет мер и весов (International Committee for Weights and Measures) не спешит отказаться от старого подхода.

"Мы ещё не достигли этого этапа. Сегодня опубликованы наши результаты. Я должен отметить их исключительный характер, поскольку мы провели шесть отдельных измерений скорости звука и достигли беспрецедентного показателя точности. В следующем 2014 году Комитет по данным для науки и техники (CODATA) должен будет рассмотреть все имеющиеся предложения, в том числе, конечно, наше, и выбрать лучшее", — рассказал профессор в интервью корреспонденту Вести.ру профессор Майкл де Подеста.- Отмечу также, что при рассмотрении новых методик в расчёт берётся не только погрешность, которая должна быть менее одной части на миллион, но и иные, неакустические способы измерений. Когда все необходимые условия будут выполнены, Международный комитет мер и весов почти наверняка проголосует за принятие новой методики".

Источник: Вести.Ru