Физики Великобритании провели наиболее точные измерения постоянной Больцмана

 

 

Она определяет соотношение между энергией и температурой, сообщает Е. Парамонов (www.vesti.ru). 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 ноль 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 трех фаз воды — жидкой, газообразной и твердой.

Ученые давно заметили, что шкала не совсем идеальна: чем выше измеряемая температура, тем больше становится погрешность измерений.

«Когда ваши измерения достигают 1500 градусов Цельсия, это, мягко скажем, глупо отталкиваться от тройной точки воды», — считает Майкл де Подеста (Michael de Podesta) из Национальной физической лаборатории Соединенного Королевства.

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

Ученые наполнили медную емкость (акустический резонатор) определенным 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.

Добавим, что указанные расчеты не являются единственными. Например, опубликованы измерения специалистов Французской национальной лаборатории метрологии и измерения (Laboratoire National de Métrologie et d'Essais), погрешность оказалась несколько выше и составила 1,24 частей на миллион.

В настоящее время международный комитет мер и весов (International Committee for Weights and Measures) не спешит отказаться от старого подхода. В интервью корреспонденту Вести.ру Майкл де Подеста подробнее рассказал о причинах.

«Мы еще 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», — рассказывает профессор.

«Отмечу также, что при рассмотрении новых методик в расчет берется 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, скорее всего, проголосует за принятие новой методики», — добавил Майкл де Подеста.

 

На заставке фото с сайта guahoo-ru.livejournal.com