izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"izmertech-180Research ArticleФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫО переопределении четырех основных единиц СИИсаевЛ. К.noemail@neicon.ruКононоговС. А.noemail@neicon.ruХрущевВ. В.khru@imp.riae.ruВсероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы, МоскваRussian Federation2013070220230238Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/180

Предложено осуществлять выбор фундаментальной физической константы для переопределения основной единицы измерения обновленной СИ по принципу согласования размерностей константы и единицы измерения, когда они либо совпадают, либо отличаются на фактор размерности времени. Предложены количественный критерий согласованности новых прототипов килограмма с его международным прототипом и количественное ограничение их нестабильности.Рассмотрена возможность сохранения связи между определениями моля и килограмма в обновленной СИ. Предложено переопределять килограмм и моль с помощью фиксированного значения постоянной Авогадро,кельвин и ампер – после повышения точности измерения постоянной Больцмана изамыкания «квантового треугольника».

A principle of concordance for physical dimensions of a baseunitof the SI and a fundamental physical constant is proposed. In this case the dimensions of the constant and the base unit coincide or differ with a time dimension factor. A quantitative criterion of correspondence of new BIPM prototypes of the kilogram and the IPK and also quantitative limitation of the instability of new BIPM prototypes of the kilogram are presented. A possibility to preserve the connection between the definitions of the mole and kilogram in the updated SI is considered. It is proposed to redefine thekilogram and mole using a fixed value of theAvogadro constantand the kelvin and ampere after the improvement of measurement accuracyof the Boltzmann constant and the closure of the “quantum triangle”.

переопределение основных единиц СИфундаментальная физическая константаразмерность физической величинынестабильность международного прототипа килограммаredefinition of the SI base unitsfundamental physical constantdimension of a physical quantityinstability of the International Prototype of the KilogramReferencesBIPM 2011. 24CGPM Resolutions [Офиц. сайт].http://www.bipm.org/utils/common/pdf/24_CGPM_Resolutions.pdf (дата обращения: 24.10.2012).BIPM 2011. 24CGPM Resolutions [Офиц. сайт].http://www.bipm.org/utils/common/pdf/24_CGPM_Resolutions.pdf (дата обращения: 24.10.2012).Mills I.M. e. a. Redefinition of the kilogram: a decision whose time has come // Metrologia. 2005. V. 42. P.1–80.Mills I.M. e. a. Redefinition of the kilogram: a decision whose time has come // Metrologia. 2005. V. 42. P.1–80.BIPM 2005.CIPM Recommendation 1[Офиц. сайт].http://www.bipm.org(дата обращения: 24.10.2012).BIPM 2005.CIPM Recommendation 1[Офиц. сайт].http://www.bipm.org(дата обращения: 24.10.2012).Mills I.M. e. a. Redefinition of the kilogram, ampere, kelvin and mole: a proposed approach to implementing CIPM Recommendation 1 (CI-2005) // Metrologia. 2006. V. 43. P.227–246.Mills I.M. e. a. Redefinition of the kilogram, ampere, kelvin and mole: a proposed approach to implementing CIPM Recommendation 1 (CI-2005) // Metrologia. 2006. V. 43. P.227–246.BIPM 2008.The International System of Units 8thedn[офиц. сайт].http://www.bipm.org (датаобращения: 24.10.2012).BIPM 2008.The International System of Units 8thedn[офиц. сайт].http://www.bipm.org (датаобращения: 24.10.2012).BIPM 2007. CGPMResolution 12 [Офиц. сайт].http://www.bipm.org (дата обращения: 24.10.2012).BIPM 2007. CGPMResolution 12 [Офиц. сайт].http://www.bipm.org (дата обращения: 24.10.2012).Mills I.M e. a. Adapting the International System of Units to the twenty-first century // Phil. Trans. R. Soc. London. 2011.V. A 369. P.3907–3924.Mills I.M e. a. Adapting the International System of Units to the twenty-first century // Phil. Trans. R. Soc. London. 2011.V. A 369. P.3907–3924.Кононогов С.А., Мельников В.Н. Фундаментальные физические константы, гравитационная постоянная и проект космического эксперимента SEE // Измерительная техника. 2005. №6. С. 3–9; Kononogov S.A.,Melnikov V.N. The fundamental physical constants, the gravitational constant, and the SEE space experiment project // Measurement Techniques. 2005. V. 48. P.521–536.Кононогов С.А., Мельников В.Н. Фундаментальные физические константы, гравитационная постоянная и проект космического эксперимента SEE // Измерительная техника. 2005. №6. С. 3–9; Kononogov S.A.,Melnikov V.N. The fundamental physical constants, the gravitational constant, and the SEE space experiment project // Measurement Techniques. 2005. V. 48. P.521–536.Кононогов С.А. Метрология и фундаментальные физические константы. М.: СТАНДАРТИНФОРМ, 2008.Кононогов С.А. Метрология и фундаментальные физические константы. М.: СТАНДАРТИНФОРМ, 2008.Пятьдесят лет по пути к квантовым единицам СИ: Материалы Междунар. симп. С.Петербург, 2010.Пятьдесят лет по пути к квантовым единицам СИ: Материалы Междунар. симп. С.Петербург, 2010.Француз Э. Т. Фундаментальные физические константы новой Международной системы единиц (СИ)// Измерительная техника. 2010. № 3. С. 3–9;Француз Э. Т. Фундаментальные физические константы новой Международной системы единиц (СИ)// Измерительная техника. 2010. № 3. С. 3–9;Frantsuz E.T. Fundamental physical constantsin the new SI // Measurement Techniques. 2010. N 3.V. 53.P.228–231.Frantsuz E.T. Fundamental physical constantsin the new SI // Measurement Techniques. 2010. N 3.V. 53.P.228–231.Quinn T., Burnett K. The fundamental constants of physics, precision measurements and the base units of the SI // Phil. Trans. R. Soc. London. 2005. V. A363. P. 2101.Quinn T., Burnett K. The fundamental constants of physics, precision measurements and the base units of the SI // Phil. Trans. R. Soc. London. 2005. V. A363. P. 2101.Mohr P.J, Taylor B.N., Newell D.B. CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2010 // Rev. Mod. Phys. 2012. V. 80 P.633–730.Mohr P.J, Taylor B.N., Newell D.B. CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2010 // Rev. Mod. Phys. 2012. V. 80 P.633–730.Andreas B. e. a.(IAC) Counting the atoms in a 28Si crystal for a new kilogram definition // Metrologia. 2011. V. 48.P.S1–13.Andreas B. e. a.(IAC) Counting the atoms in a 28Si crystal for a new kilogram definition // Metrologia. 2011. V. 48.P.S1–13.Taylor B.N. Molar mass and related quantities in the New SI // Metrologia.2009.V. 46.P.L16–19.Taylor B.N. Molar mass and related quantities in the New SI // Metrologia.2009.V. 46.P.L16–19.Кононогов С.А. Хрущев В.В. О возможности замены прототипа килограмма атомным эталоном единицы массы // Измерительная техника. 2006. №10. С. 3–8;Кононогов С.А. Хрущев В.В. О возможности замены прототипа килограмма атомным эталоном единицы массы // Измерительная техника. 2006. №10. С. 3–8;Kononogov S.A.,Khruschov V.V. Scope for replacing the prototype kilogram by an atomic standard of the mass unit // Measurement Techniques. 2006.V. 49N 10. P.953–956.Kononogov S.A.,Khruschov V.V. Scope for replacing the prototype kilogram by an atomic standard of the mass unit // Measurement Techniques. 2006.V. 49N 10. P.953–956.Бронников К.А., Мельников В.Н. Фундаментальные константы и переход на новые определения единиц СИ // Измерительная техника. 2010. №11. С. 3–9;Бронников К.А., Мельников В.Н. Фундаментальные константы и переход на новые определения единиц СИ // Измерительная техника. 2010. №11. С. 3–9;Bronnikov K.A., Melnikov V.N. The fundamental constants and the transition to the new definitions of the SI units // Measurement Techniques. 2010. V. 53. N 11. P. 1196–1203.Bronnikov K.A., Melnikov V.N. The fundamental constants and the transition to the new definitions of the SI units // Measurement Techniques. 2010. V. 53. N 11. P. 1196–1203.Иващук В.Д., Кононогов С.А., Мельников В.Н. Анализ результатов измерений постоянной тонкой структуры и их влияния на новые определения единиц СИ // Измерительная техника. 2011. №8. С. 25–28;Иващук В.Д., Кононогов С.А., Мельников В.Н. Анализ результатов измерений постоянной тонкой структуры и их влияния на новые определения единиц СИ // Измерительная техника. 2011. №8. С. 25–28;Ivashchuk V.D., Kononogov S.A., Melnikov V.N. An analysis of the results of measurements of the fine-structure constant and their effect on the new definitions of the SI units // Measurement Techniques. 2011. V. 54. N. 8. P. 887–892.Ivashchuk V.D., Kononogov S.A., Melnikov V.N. An analysis of the results of measurements of the fine-structure constant and their effect on the new definitions of the SI units // Measurement Techniques. 2011. V. 54. N. 8. P. 887–892.Хрущев В. В. Об оптимальном наборе фундаментальных констант с фиксированными значениями для переопределения единиц СИ // Измерительная техника. 2011. № 10. С. 3–8;Хрущев В. В. Об оптимальном наборе фундаментальных констант с фиксированными значениями для переопределения единиц СИ // Измерительная техника. 2011. № 10. С. 3–8;Khruschev V. V. Optimum choice of fundamental physical constants with fixed values for redefinition of SI units // Measurement Techniques. 20121. V. 54. N 10. P. 1103–1110.Khruschev V. V. Optimum choice of fundamental physical constants with fixed values for redefinition of SI units // Measurement Techniques. 20121. V. 54. N 10. P. 1103–1110.BIPM 2010. CCM Recommendation G1 [Офиц. сайт]. http://www.bipm.org (дата обращения: 24.10.2012).BIPM 2010. CCM Recommendation G1 [Офиц. сайт]. http://www.bipm.org (дата обращения: 24.10.2012).Gläser M. e. a.Redefinition of the kilogram and the impact on its future dissemination // Metrologia. 2010. V. 47. P.419–428.Gläser M. e. a.Redefinition of the kilogram and the impact on its future dissemination // Metrologia. 2010. V. 47. P.419–428.Davis R.S. Possible new definitions of the kilogram // Phil. Trans. R. Soc. London. 2005. V. A363. P. 2249–2264.Davis R.S. Possible new definitions of the kilogram // Phil. Trans. R. Soc. London. 2005. V. A363. P. 2249–2264.Leonard B.P. Comments on recent proposals for redefining the mole and kilogram// Metrologia. 2010.V. 47. P.L5–8.Leonard B.P. Comments on recent proposals for redefining the mole and kilogram// Metrologia. 2010.V. 47. P.L5–8.Jeannin Y. What is a mole?: old concepts and new (continued) // Chem. Int. 2010. V. 32. N1. P.8–11.Jeannin Y. What is a mole?: old concepts and new (continued) // Chem. Int. 2010. V. 32. N1. P.8–11.Steiner R, Williams E. R., Newell D.B. Towards an electronic kilogram: an improved measurement of the Plank constant and electron mass // Metrologia. 2005. V. 42. P.431–441.Steiner R, Williams E. R., Newell D.B. Towards an electronic kilogram: an improved measurement of the Plank constant and electron mass // Metrologia. 2005. V. 42. P.431–441.Wulf M.,Zorin A.B. Error accounting in electron counting experiments // arXiv. 0811.3927.Wulf M.,Zorin A.B. Error accounting in electron counting experiments // arXiv. 0811.3927.Калинин М.И., Кононогов С.А. Переопределение единицы термодинамической температуры и международная система единиц (СИ) // Теплофизика высоких температур. 2010. Т. 48. №1. С. 26–29; Kalinin M. I.,Kononogov S.A. Redefinition of the Unit of Thermodynamic Temperature in the SI System // High Temperature. 2010. V. 48. P. 23–28.Калинин М.И., Кононогов С.А. Переопределение единицы термодинамической температуры и международная система единиц (СИ) // Теплофизика высоких температур. 2010. Т. 48. №1. С. 26–29; Kalinin M. I.,Kononogov S.A. Redefinition of the Unit of Thermodynamic Temperature in the SI System // High Temperature. 2010. V. 48. P. 23–28.BIPM 2010. CCT Recommendation T2 [Офиц. сайт].http://www.bipm.org (дата обращения: 24.10.2012).BIPM 2010. CCT Recommendation T2 [Офиц. сайт].http://www.bipm.org (дата обращения: 24.10.2012).Leonard B.P. Why the dalton should be redefined exactly in terms of the kilogram// Metrologia. 2012.V. 49. P.487–491.Leonard B.P. Why the dalton should be redefined exactly in terms of the kilogram// Metrologia. 2012.V. 49. P.487–491.Steele A. G. e. a.Reconciling Planck constant determinations via watt balance and enriched-silicon measurements at NRC Canada // Metrologia. 2012. V. 49.P.L8–10.Steele A. G. e. a.Reconciling Planck constant determinations via watt balance and enriched-silicon measurements at NRC Canada // Metrologia. 2012. V. 49.P.L8–10.Hill T. P, Miller J.,Censullo A.C.Towards a better definition of the kilogram // Metrologia. 2011. V. 48. P.83–86.Hill T. P, Miller J.,Censullo A.C.Towards a better definition of the kilogram // Metrologia. 2011. V. 48. P.83–86.Fraundorf P.A multiple of 12 for Avogadro // arXiv. 1201.5537.Fraundorf P.A multiple of 12 for Avogadro // arXiv. 1201.5537.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.