Plank doimiysining yanada aniq qiymati belgilandi

AQSHlik fiziklar ilm-fanda eng muhim bo‘lgan konstantalardan biri — Plank doimiysining qiymatini yanada katta aniqlikda hisoblab chiqarishga muvaffaq bo‘lishdi. Aytishlaricha, Plank doimiysining belgilangan yangi qiymati atiga milliarddan 13 qism xatolik bilan tabiiy qiymatidan farq qilar ekan…

2011-yilda o‘lchov va Tarozilar Xalqaro Konferensiyasi ishtirokchilari Xalqaro Birliklar Tizimi — SI ni Plank doimiysi asosida qayta taftish qilish haqida qaror qabul qilishgan edi. Rejaga ko‘ra, 2018-yilgacha olimlar ushbu konstantaning eng ishonchli qiymatlarini hisoblab chiqarishlari zarur edi.

Ushbu tashabbusga ko‘ra SI ning asosiy birliklaridan naq to‘rttasi (ular jami yettita), ya’ni, kilogramm, mol, amper va kelvin qayta ta’riflanadi. Mol birligining eng aniq ta’rifini shakllantirish uchun zarur bo‘lgan Avogadro sonining eng aniq qiymatini olimlar 2015-yilda keltirib chiqarishgan edi. Avvalgi maqolamizda bayon qilganimizdek, Plank doimiysining aniq qiymatini keltirib chiqarish, o‘z navbatida kilogrammning yanada mukammal ta’rifini keltirib chiqarishga asos bo‘ladi. Xabaringiz bor, hozirgacha ushbu muhim asosiy birlik, olis 1879-yilda tasdiqlangan etalon jism (platina-iridiy qotishmasidan tayyorlangan silindr) vositasida aniqlanadi va ta’riflanadi.

Plank doimiysining qiymati aniqligini maksimal orttirish maqsadida, AQSHlik va Buyuk Britaniyalik olimlar hozirgi kunda vatt-tarozi bilan tajribalar o‘tkazishmoqda.

Vatt-tarozi texnologiyasi 1975-yilda Britaniyalik fizik Brayan Kibbl tomonidan fanga taklif etilgan edi. U quyidagicha ishlaydi: ikkita doimiy magnit orasida joylashtirilgan tok o‘tkazgich g‘altak orqali elektr toki o‘tkaziladi. Natijada, doimiy magnitlar bilan o‘zaro ta’sirlanadigan magnit maydoni hosil bo‘ladi. So‘ngra, gravitatsion tezlanishni inobatga olgan tarzda, standart kilogrammga karrali bo‘lgan yukni muvozanatlash uchun kerakli elektromagnit energiyasi miqdori aniqlanadi. Plank doimiysi esa, ushbu energiya miqdori bilan proporsional bo‘ladi. Kuchlanishni turli qiymatlarga o‘zgartirib ko‘rish orqali, olimlar tebranish konturining qiymati dinamikasini ham kuzatishlari va baholashlari mumkin bo‘ladi.

2016-yilda AQSHlik tadqiqotchilar o‘z qo‘l ostilarida mavjud bo‘lgan NIST-4 nomli vatt-tarozi yordamida Plank doimiysining milliarddan 34 ulush og‘ishga teng xatolik ko‘rsatkichi bilan aniqlangan qiymatini olishga muvaffaq bo‘lgan edilar. Ya’ni, ular qayd etgan Plank doimiysi (34^·10−9): 6,62 606 983^·10−34 joul-soniyaga teng deb aniqlangan. «Metrologia» jurnalida e’lon qilingan yangi maqolada esa, olimlar o‘tgan 2015-yildan boshlab, 2017 yilning joriy davriga qadar o‘tgan vaqt oralig‘ida o‘tkazilgan mingdan ziyod tajriba-sinov amaliyotlari natijalari bilan o‘rtoqlashishgan (qiziquvchilar maqola bilan ushbu manzilda tanishishlari mumkin). Ushbu maqolada keltirilishicha, sinovlar natijalarini sinchiklab tahlil qilish orqali, hozirda Plank doimiysining aniqlik darajasi milliarddan 13 ulushgacha keltirilgan va endilikda uni 6,626 069 934 (89)·10⁻³⁴ joul-soniya deb olish kerak. Tajribada olimlar massasi 0,5 kg bo‘lgan yukdan boshlab 2 kg gacha bo‘lgan yuklar bilan sinovlar o‘tkazib ko‘rishgan va g‘altakning tezligini ham 0,5 mm/soniyadan 2 mm/soniyagacha o‘zgartirishlar orqali tajribalar o‘tkazishgan. Olimlar juda katta hajmdagi axborotni qayta ishlashga to‘g‘ri kelgani va tajriba-sinovlar sonining o‘ta ko‘pligi orqali, olingan natijaning aniqlik darajasi ham shunga muvofiq, maksimal aniqlik darajasiga keltirilganini ta’kidlashmoqda.

Olimlarning so‘zlariga qaraganda, vatt-tarozining ish rejimi turli xil shakllarga o‘zgartirilganda olingan natijalar garchi o‘zaro tafovutlarga ega bo‘lsa hamki, lekin ushbu tafovutlar CODATA, ya’ni, o‘TXQning ilm-fan qo‘mitasi tasdiqlagan chegaraviy qiymat, ya’ni, milliardning 20 dan bir ulushi (20·10⁻⁹) farqidan ortmagani bois, natijalarni o‘zaro tafovutlari ruxsat etilgan chegara doirasida deb qabul qilish mumkin va bu to‘g‘ri bo‘laveradi.

Endilikda, rejaga ko‘ra, 2018-yilning noyabr oyida SIning asosiy birliklari ta’riflari qayta ko‘rib chiqiladi va unda Plank doimiysining aynan ushbu qiymati asosida ish ko‘rilishi, hamda, kilogrammning Plank doimiysiga asoslangan yangi ta’rifi qabul qilinishi kutilmoqda.

Rasmda: vatt-tarozi konstruksiyasi