Agilent и точность измерения

Знали ли вы, что килограмм — это единственная единица СИ, которая определена при помощи предмета, изготовленного людьми — платиново-иридиевого эталона? В XVIII веке при создании метрической системы мер килограмм был определён как масса 1 дм³ воды при 4 °C (при этой температуре у воды наибольшая плотность). Эталон был изготовлен в 1889 году из платиново-иридиевого сплава в виде цилиндра высотой и диаметром 39 мм. С тех пор он хранится в Международном бюро мер и весов под тремя герметичными стеклянными колпаками. Также было изготовлено более 80 точных официальных копий международного эталона, которые используются как национальные эталоны килограмма. Две таких копии были переданы России и хранятся теперь во ВНИИ метрологии им. Менделеева.

Однако несколько лет назад учёные столкнулись с тем, что французский эталон и национальные копии различаются по весу. Американская копия, хранящаяся в Национальном институте стандартов и технологий, легче оригинала на 45 мкг. Это вес одной ресницы или одной песчинки сахара, но эта разница послужила началом большой дискуссии о стандартной системе измерений.

От килограмма зависят другие физические величины. Джоуль — это единица измерения энергии или силы, и она равна 1 кг·м²/с². Ватт (единица мощности или потока звуковой энергии), в свою очередь, зависит от джоуля и равна Дж/с. Если измерение одного параметра становится ненадёжным, то все остальные измерения тоже становятся ненадёжными.

В 1999 году Генеральная конференция по мерам и весам рекомендовала национальным лабораториям продолжить работу по связи единицы массы с фундаментальными или атомными константами. То есть в обозримом будущем килограмм будут определять не через массу конкретного объекта (которая может меняться), а через постоянные, неменяющиеся физические характеристики. К примеру, когда-то метр был одна десятимиллионной частью расстояния от северного полюса до экватора по поверхности земного эллипсоида на долготе Парижа, а теперь это длина пути, проходимого светом в вакууме за (1 / 299 792 458) секунды. Кандидатами для определения нового килограмма стали постоянная Планка (из квантовой механики) и число Авогадро (из определения атомных масс). В 2018 году судьба килограмма должна окончательно решиться, и он получит новое определение.

Но насколько нужны такие точные измерения? Agilent выпускает точное оборудование, которое способно работать с микроскопическими образцами.

• Масс-спектрометры Agilent могут измерить массу молекулы с точностью до 6 знаков.
• Системы жидкостной хроматографии/масс-спектрометрии Agilent могут проанализировать образец крови объёмом меньше, чем 100 мкл (миллионных частей литра).
• ДНК-анализаторы способны проанализировать образцы массой 100 пикограммов в микролитре (это количество ДНК в одной человеческой клетке!).
• Ионные насосы Agilent могут создать вакуум столь разреженный, что достигается давление 10-11 мбар.