3. Обсуждение проблемы нового определения килограмма, ампера, кельвина и моля

Новое определение четырех основных единиц СИ, обсуждаемое в данном реферате, приведет к достаточно глубоким изменениям в СИ. Это принесет значительную пользу и метрологии, и науке, приблизив нас на шаг ближе у давно искомой, но труднодостижимой задаче – связать основную единицу СИ с важной фундаментальной константой природы и иметь большое количество фундаментальных констант, либо точно известных, либо известных с очень незначительными неопределенностями при выражении их в единицах СИ. В связи с тем, что изменения в результате таких широкомасштабных перемен будут значительны, до того как они произойдут, их следует широко обсудить как среди метрологической, так и среди научной общественности.

3.1. Сроки введения нового определения

Предполагается, что все четыре новых определения – килограмма, ампера, кельвина и моля – будут приняты в единой резолюции. Считается, что они образуют когерентный самосогласованный ряд, который не может быть нарушен и который только при одновременном принятии всех четырех новых определений принесет максимальную пользу как для метрологии, так и для фундаментальных констант. Например, если все четыре определения осуществить одновременно,

I - положительным окажется тот факт, что значительная часть метрологического сообщества, несомненно, сосредоточится на этих изменениях, и тем самым неудобства для практической метрологии, связанные с этими изменениями, будут сведены к минимуму;

II - максимальное количество фундаментальных констант становится точно известным, включая все коэффициенты, необходимые для преобразования значения связанной с энергией величины, выраженной либо в джоулях, килограммах, обратных метрах, герцах, кельвинах либо электровольтах, в значение, выраженное в одной из прочих единиц без какой-либо дополнительной неопределенности;

III - В частности, определения килограмма и ампера, которые призывают эти единицы к точным значениям h и e, должны рассматриваться как неделимая пара, так как они необходимы для точного определения постоянной Джозефсона K_J =2e/h и постоянной Клитцинга R_k=h/e², что позволяет использовать эффект Джозефсона и квантовый эффект Холла для реализации единиц СИ – ампера, вольта, ома, ватта, фарады и генри без составляющей неопределенности, обусловленной неопределенностью K_J и/или R_k.

IV - Значение СИ как общего языка измерений для внятного диалога между практической метрологией и квантовой физикой значительно возрастет.

Этот последний вопрос очень важен и заслуживает уточнения. Следует признать, что потребности этих двух сообществ – различны и, следовательно, измерительная система, предназначенная исключительно для удовлетворения потребностей одного сообщества, будет неадекватным образом решать задачи другого сообщества. Это значит, что любая система, предназначенная для удовлетворения требований обоих сообществ так, чтобы эти два сообщества могли свободно и легко общаться, должна, по необходимости, быть компромиссной системой. Хотя СИ служила в качестве такой системы достаточно хорошо, мы считаем, что последние достижения в области физики, как теоретической, так экспериментальной, вывели ныне действующую СИ на тот уровень, при котором, если не будут приняты новые определения в 2011 году, он может скоро стать препятствием на пути прогресса, особенно для многих видов деятельности, ведущейся в настоящее время для расширения наших знаний о величинах фундаментальных физических констант, выраженных в единицах СИ.