Kilogramm ta’rifi o‘zgardi.

Xo‘sh, innankeyinchi?

2019-yil 20-maydan e’tiboran SI tizimining yetti asosiy birliklaridan biri — kilogrammning qoidasi o‘zgardi. Aniqrog‘i, u murakkablashdi. Endilikda, kilogramm inson qo‘li bilan yasalgan qandaydir bir material obyektga bog‘liq emas. Aksincha, u ham, SI ning boshqa asosiy birliklari singari, fundamental tabiat qonunlari asosida qayta ta’riflandi. Yangi ta’rif aynan 20-maydan kuchga kirishi ham bejiz emas. Chunki, bu sana butunjahon metrologlar kuni sifatida nishonlanadi. Qarorni esa, O‘TXQ 2018-yilning noyabr oyida bo‘lib o‘tgan XXVI Bosh konferensiyasida qabul qilgan ekan.

Bir tarafdan bu masala anchadan buyon muhokama qilinayotgan edi va o‘zgarish ham avvaldan kutilgandi. Ikkinchi tomondan, endi kilogrammning ta’rifi va amaliy aniqlanishi ham nihoyatda murakkablashdi.

Xabaringiz bor, shu choqqacha, kilogramm Parij yaqinidagi Sevr shaharchasida saqlanadigan va platina-iridiy qotishmasidan 1879-yilda tayyorlangan 39×39 mm o‘lchamli silindr shaklidagi metall bo‘lagiga teng deb baholanar edi. Endilikda esa, biz kilogrammni Plank doimiysi va Eynshteynning o‘sha mashhur E=mc² formulasi asosida ta’riflashga o‘tdik.

Demak, kilogrammning yangi ta’rifi quyidagicha:

Kilogramm bu – atom soatidagi seziy-133 atomlari bilan bir xil chastotada ossilyatsiyalanuvchi 1,4755214∙10⁴⁰ dona fotonlarning energiyasiga teng.

Ko‘rin turganingizdek, bu – nihoyatda murakkab. Bu darajadagi foton energiyasini o‘lchash ham favqulodda mushkul ish. Lekin, yangi ta’rif kilogramm etaloni uchun platina-iridiy qotishmasili o‘sha yasama obyektdan ko‘ra aniqroq natija beradi. Quyida shuni tushuntirishga harakat qilaman.

Yangi qoidaga ko‘ra endi kilogramm ham, endilikda butunlayga aniq fundamental fizik doimiy orqali belgilab qo‘yildi. U hech qachon hech qayerda o‘zgarmaydi va bu kilogrammni hatto galaktikaning istalgan joyida qayta hosil qilish mumkin. Parijda saqlanuvchi 1789-yilgi etalon esa vaqt davomida o‘z xossalarini o‘zgartirishi (bilinar-bilinmas yemirilishi) mumkin edi. Aslida ham shunday bo‘lgan. Xossatan, so‘ngi asr davomida u aslidagidan taxminan 50 mikrogrammga yengillashgan. Boz ustiga, biz odatda kilogrammni og‘irlik asosida o‘lchaymiz. Ya’ni, jismning taroziga qanchalik kuchli bosim qilayotgani asosida uning massasini qiyosan aniqlaymiz. Bu gapda eng muhim so‘z aynan «qiyosan» degani bo‘lib, e’tibor bersangiz, bozorda kartoshka xarid qilayotganingizda, sotuvchi tarozining bir pallasiga albatta kilogramm qadoqtoshlarini qo‘yadi. Lekin, bu o‘lchash hozirda siz aynan qayerda turganingiz bilan chambarchas bog‘liq bo‘ladi. Masalan, o‘sha kartoshkani Oyda tortib ko‘rsangiz, uning og‘irligi sezilarli darajada kam, ya’ni, yengil bo‘ladi. Oyga borish ham shart emas. O‘z ona sayyoramizning ham turli nuqtalarida 1 kg toshning og‘irligi biroz farq qilishi, tayin (aynan og‘irligi!, massasi emas!).

Kilogramm bilan bajarilgan ta’rif almashtirishlariga o‘xshash almashtirishlar avvallari Sining boshqa asosiy birliklari bilan ham bajarilgan edi. Masalan, ilgari metr ham o‘shanday, ya’ni, Parijda saqlanadigan etalon metr asosida aniqlangan. Endilikda esa, biz uni yorug‘likning 1/299,792,458 soniyada bosib o‘tadigan masofasiga teng deb belgilaganmiz. Soniyaning o‘z ham shu qismatni boshdan kechirgan: avvallari soniyani mayatnikning tebranishi asosida ta’riflanar edi. Hozirda esa 1 soniyani seziy-133 atomning ikkita o‘ta nozik sathlariaro nurlanish o‘tishining 9 192 631 770 davriga teng deb belgilaganmiz. Shu nuqtai nazardan qarasak, kilogrammning yangi ta’rifi ham aslida unchalik qo‘rqinchli emas. Vaqt o‘tishi bilan bunga ham ko‘nikamiz.

Yuqorida aytilganidek, yangi kilogramm Eynshteynning E=mc² formulasi asosida keltirib chiqariladi. Mohiyat shundaki, bu formula massa va energiyaning o‘zaro bog‘liqligini ifodalaydi. Sizga qanchalik g‘alati eshitilmasin, amalda massani o‘lchashdan ko‘ra, energiyani o‘lchash osonroq va o‘lchash natijasi aniqroq bo‘ladi. Harchand urinmang, massani mutlaq aniqlik bilan o‘lchay olmaysiz. Siz o‘lchayotgan jism massasiga istalgan lahzada sayyora gravitatsiyasi ta’sir qilib turadi. Sayyoramiz esa gravitatsion gradiometriyasiga ko‘ra turli hududlarga bo‘linadi va bizga sezilmasa-da, aslida o‘sha bozordan olgan kartoshkangiz, masalan Janubiy Amerikaning markaziy qismida biroz og‘irroq, Shimoliy Amerikaning Baffin dengizi va Nyufaundlend yeri yaqinida biroz yengilroq bo‘ladi. Energiya esa, Yer sharining, nafaqat Yer sharining, balki, galaktikaning, nafaqat galaktikaning, balki, Koinotning istalgan joyida bir xil, o‘zgarmas bo‘ladi!

Ushbu qoida esa, Eynshteyn formulasidan ham avvalroq keltirib chiqarilgan yana bir boshqa o‘ta muhim formula – Plank formulasi orqali aniqlanadi. Unga ko‘ra, E=hv bo‘lib, bunda, v – nurlanish chastotasi bo‘lsa, h – esa Plank doimiysi bo‘ladi. Bu formula va uni ta’riflovchi Plank qonuniga binoan, atomlar energiyani qism-qism, bo‘lak-bo‘lak qilib nurlatadi va yoki yutadi. Ya’ni, energiya porsiya-porsiya bo‘lib tarqaladi yoki yutiladi. Formuladagi nurlanish chastotasi, ya’ni, v – har doim faqat va faqat butun son bo‘ladi. Ya’ni, energiya «bir yarim porsiya» nurlanishi mumkin emas va tabiatda haqiqatan ham hech qachon bunday bo‘lmadi. Energiya albatta yoki bir porsiya, yoki, ikki porsiya, yoki uch porsiya…, xullas, butun son marta nurlanadi. Ya’ni, tabiatiga ko‘ra, energiya – diskret kattalik bo‘lib, u h ga bog‘liq holda kuchayadi va kattalashadi.

Kilogrammning yangi ta’rifi ushbu ikki tenglamani ham birlashtiradi. Ular vositasida, olimlar massani Plank doimiysi orqali, ya’ni, Koinotdagi universial konstanta orqali qayta aniqlashdi. Va haqli savol tug‘iladi: xo‘sh, innankeyinchi?

Amaliy foydalanish uchun kilogramm o‘sha-o‘shaligicha qoladi. Bozorda kartoshkani yana o‘sha qadoqtoshga qiyosan olaverasiz. Yangi ta’rif juda-juda tor ilmiy masalalarda va amaliy sohalarda ahamiyat kasb etadi xolos. Va imtihonlardagi savolnomalarga javob berishda ham endi xushyor bo‘laverasiz .