Техника - молодёжи 1998-11-12, страница 24
ПАНОРАМА ВСЯ ТЯЖЕСТЬ МИРА В парижском предместье Севр, в подземном хранилище Международного бюро мер и весов, в вакууме под тремя стеклянными колпаками хранится платиноиридие-вая гиря в виде цилиндра диаметром и высотой 39 мм это международный эталон единицы массы — КИЛОГРАММА, и замечателен он тем, что представляет собой единственную из современных единиц измерения, базирующуюся на физическом объекте. Все прочие метрические единицы системы SI давно абстрагировались от грубой материи. К примеру, эталон метра, бывший ранее обыкновенным металлическим стержнем, ныне определяется как дистанция, которую покрывает луч света за 1 /299792458 долю секунды. Ну а сама секунда — не что иное, как продолжительность 9192631770 периодических колебаний световой волны, испускаемой атомом цезия-133 при изменении энергетического состояния. Физическая константа, понятно, и в Африке константа, чего никак нельзя сказать о физических объектах, каковым по штату положено быть идентичными. На нынешний день в мире наличествует ровно 80 дубликатов Севрского килограмма, и все эти копии раз в 10 лет доставляют в Париж для тщательной сверки с оригиналом и последующей калибровки, буде та окажется необходимой. Как показала практика, вполне достаточно отпечатка пальца на полированной поверхности цилиндра или даже осевших водяных паров, чтобы реальный вес платиноиридие-вой гири отклонился от эталонного! Словом, на фоне всех прочих метрических единиц килограмм удручающе ненадежен... И все же о новом эталоне массы, основанном на неизменных свойствах атомов, совсем недавно говорили лишь в сослагательном наклонении. Гром грянул несколько лет назад, когда очередная плановая сверка дала обескураживающий результат: ни один из 80 дубликатов по весу не совпал с оригиналом! Специалисты пришли к печальному выводу, что сам Севрский килограмм, существующий уже более ста лет, утратил свою непогрешимую эталонность... А это уже весьма серьезная беда, так как в самых различных областях человеческой деятельности — от научных лабораторий до фармацевтических фабрик и космической индустрии — зачастую требуется определить массу объекта с точностью до двенадцатой, а то и пятнадцатой цифры после запятой. Короче говоря, человечеству позарез необходим надежный эталон единицы массы! И в данном качестве предлагаются принципиально новые артефакты, широко известные в узких метрологических кругах как АХИМОВЫ ШАРЫ. Ахимом да будет вам известно зовут многоопытного инженера-исследователя Лейстнера, а вышеупомянутые шары представляют собой прецизионно точные сферы, изготовленные из монокристалла кремния. От всех иных материалов темно-серые, отливающие металлическим блеском кристаллы кремния отличаются чрезвычайно упорядоченной атомной структурой. Иными словами, в кристаллической решетке, образованной атомами элемента под номером 14, удивительно мало дефектов почему, собственно, в компьютерах и применяют силиконовые чипы. Плотность этих крис таллов, понятно, вполне единообразна (2,33 г/см3), так что в принципе несложно вычислить диаметр идеальной силиконовой сферы весом ровнехонько в 1 кг. А также подсчитать количество содержащихся в ней атомов: 102°! Ну вот. Мы, таким образом, и поставили знак равенства между 1 кг и массой 10гб атомов кремния. Выходит, остается только вы- Отполированное волшебными руками Ахима зеркало для амбициозного проекта LIGO! Лазерному интерферометру, составной частью которого станут 32 таких зеркала, придется измерять расстояния, экививалентные тысячным долям диаметра протона... Перспективный эталон килограмма ДЖИМОВ ШАР -представляет собой силиконовую монокристаллическую сферу, содержащую 10" атомов кремния ± 30 штук! Столь невероятной точности инженер-оптик Ахим Лейстнер, которого вы видите на снимке, добивается многомесячной ручной полировкой обточенной механическим способом заготовки. точить восемь десятков идентичных силиконовых шаров — и дело в шляпе? В принципе оно, конечно, так, а вот на практике... Как ни крути, новаторский эталон — тоже материальный объект, каковой всегда изготовляется с определенной степенью точности. Специалисты подсчитали допустимое отклонение от идеала: плюс-минус 10 атомов на миллиард (109)! При этом, в самом худшем случае, различие между двумя сферами не превысит 60 атомов, массой коих можно спокойно пренебречь. Таким образом, диаметру Ахимова шара, призванного свергнуть с трона занедуживший Севрский килограмм, дозволено отклониться от расчетной цифры от силы на 60 нм То есть расстояние между центром эталонной сферы и любой точкой ее поверхности варьируется менее чем на 30 милли- « «ЖИВЫ У ВАС ТРАДИЦИИ...» ® Будучи давним (с 40-х гг.) читателем «Техни-= ки — молодежи», а в 60 — 80-е гг. и ее подписчиком, хочу выразить вам свое удовлетворение и признательность: журнал существует! Он такой же яркий, столь же многоплановый и интересный Напор коммерческой рекламы, мистики, псевдонаучных сенсаций не вытеснили с его страниц подлинную научно-техническую проблематику. Значит, живы у _ вас традиции Г.И. Покровского и К.К.Арцеу-лова! Особенно привлекательны и поучительны материалы исторической и патентной рубрик. Я много лет преподаю в МГТУ им Н.Э.Бау-^ мана, профессор, и знаю не с чужих слов, с каким интересом воспринимают их студенты. Лично мне, как и многим мальчишкам далеких уже, но незабываемых лет Великой Отечественной, особенно близки прекрасно ij иллюстрируемые странички «Артиллерий ского музея», которые уже много лет с большим знанием дела и любовью ведет наш известный академик-артиллерист В.Г.Маликов. Внутренняя логика конструкторских замыслов, их судьбы — поражения и победы в условиях боевого применения и ожесточенной производственной конкуренции — предстают перед молодым читателем и исподволь формируют его как продолжателя дел старших поколений инженеров и ученых. Хотелось бы, чтобы «Артиллерийский музей» продолжался: ведь впереди, наверняка, еще много новых интересных страниц. □ Михаил Киселев, доктор физико-математических наук ЖУРНАЛ КАК УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ...Мне 57 лет. Кандидат технических наук, доцент, преподаю прикладную геометрию и инженерную графику в политехническом университете. Имею все номера «ТМ», начиная с 1969 года, за исключением № 2 и 5 за 1996 год. Выбита подписка из-за экономической неурядицы. Для меня наибольший интерес представляют «Историческая серия», «Артиллерийский» и другие «Музеи», а также отдельные статьи с цветными рисунками художников в ортогональных, аксонометрических и перспективных проекциях; привлекает их добротное художественное и полиграфическое исполнение. Использую иллюстрации «ТМ» в учебном процессе как средство убеждения студентов в необходимости грамотно и аккуратно выполнять перечисленные проекции в своих заданиях. Считаю, что на сей день подлинной энциклопедией техники, иллюстрированной наиболее качественными в художественном и полиграфическом исполнении рисунками (именно рисунками а не снимками) являются журналы «Техника—молодежи» и «Моделист-конструктор». Меня заставляет раскошелиться именно рисунок, а не фотография, хотя фотография документальна, а рисунок — нет... ■ В.А. Соколов, Санкт-Петербург ТЕХНИКА-МОД ОДЕЖИ 11/12 98 22 |
