izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"izmertech-586Research ArticleФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ МЕТРОЛОГИИFUNDAMENTAL PROBLEMS OF METROLOGYО выборе фиксируемых фундаментальных констант для новых определений единиц СИБронниковК. А.noemail@neicon.ruИващукВ. Д.noemail@neicon.ruКалининМ. И.Kalinin@vniims.ruМельниковВ. Н.noemail@neicon.ruХрущёвВ. В.noemail@neicon.ruВсероссийский научно-исследовательский институт метрологической службыRussian FederationНациональный исследовательский центр «Курчатовский институт»Russian Federation201607022023081115Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/586

Обсуждается выбор различных вариантов наборов фиксированных фундаментальных физических констант в связи с планируемым переходом на новые определения четырёх основных единиц СИ (килограмма, моля, ампера и кельвина). Рассмотрены критерии оптимального выбора фундаментальных физических констант для этого перехода. Проанализированы преимущества и недостатки новых определений килограмма, моля, ампера и кельвина на основе различных совокупностей, отобранных из следующих ФФК: констант: атомной единицы массы, постоянной Авогадро, элементарного электрического заряда, постоянной Больцмана, постоянной Планка и магнитной проницаемости вакуума.

The different variants of the choice of the fundamental physical constants (FPC) to be fixed in connection with the planned transition to new definitions of four base SI units (kilogram, mole, ampere and kelvin) are discussed. The possible criteria for an optimal choice of FPC applicable for that transition are considered. The advantages and shortcomings of new definitions of the kilogram, mole, ampere and Kelvin on the basis of different sets of constant chosen from the following FPC: the atomic mass unit, the Avogadro constant, the elementary electric charge, the Boltzmann constant, the Planck constant and the magnetic constant are analyzed.

переопределение единиц СИкилограмммольамперкельвинфундаментальные физические константыredefinition of the SI unitskilogrammoleamperekelvinfundamental physical constantsReferencesMelnikov V. N. Gravitation and cosmology as key problems of the millennium // A. Einstein Century International Conference. AIP Conference Proceedings, Paris: 2006. N. 861. P. 109-126.Melnikov V. N. Gravitation and cosmology as key problems of the millennium // A. Einstein Century International Conference. AIP Conference Proceedings, Paris: 2006. N. 861. P. 109-126.Mohr P. J, Newell D. B., Taylor B. N. CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2014 // arXiv:1507.07956v1-2015.Mohr P. J, Newell D. B., Taylor B. N. CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2014 // arXiv:1507.07956v1-2015.Bureau International des Poids et Mesures. [Офиц. сайт] http://www.bipm.org (дата обращения: 01.05.2016)Bureau International des Poids et Mesures. [Офиц. сайт] http://www.bipm.org (дата обращения: 01.05.2016)Mills I. M., Redefinition of the kilogram, ampere, kelvin and mole: a proposed approach to implementing CIPM recommendation 1 (CI-2005) // Metrologia. 2006. V. 43. N. 3. P. 227-246.Mills I. M., Redefinition of the kilogram, ampere, kelvin and mole: a proposed approach to implementing CIPM recommendation 1 (CI-2005) // Metrologia. 2006. V. 43. N. 3. P. 227-246.Milton M. J. T., Davis R., Fletcher N. Towards a new SI: a review of progress made since 2011 // Metrologia. 2014. V. 51. N. 3. P. R21-R30.Milton M. J. T., Davis R., Fletcher N. Towards a new SI: a review of progress made since 2011 // Metrologia. 2014. V. 51. N. 3. P. R21-R30.Girard G. The third periodic verification of nationals prototypes of the kilogram // Metrologia. 1994. V. 31. P. 317-336.Girard G. The third periodic verification of nationals prototypes of the kilogram // Metrologia. 1994. V. 31. P. 317-336.Taylor B. N., Mohr P. J. On the redefinition of the kilogram // Metrologia. 1999. V. 36. P. 63-66.Taylor B. N., Mohr P. J. On the redefinition of the kilogram // Metrologia. 1999. V. 36. P. 63-66.Sanchez C. A., A determination of Planck's constant using the NRC watt balance // Metrologia. 2014. V. 51. N. 2. P. S5-S14.Sanchez C. A., A determination of Planck's constant using the NRC watt balance // Metrologia. 2014. V. 51. N. 2. P. S5-S14.Azuma Y., Improved measurement results for the Avogadro constant using a 28Si-enriched crystal // Metrologia. 2015. V. 52. P. 360-375.Azuma Y., Improved measurement results for the Avogadro constant using a 28Si-enriched crystal // Metrologia. 2015. V. 52. P. 360-375.Sanchez C. A., Corrigendum to the 2014 NRC determination of Planck's constant // Metrologia. 2015. V. 52. No. 4. P. L23.Sanchez C. A., Corrigendum to the 2014 NRC determination of Planck's constant // Metrologia. 2015. V. 52. No. 4. P. L23.Recommendations of the Consultative Committee for Thermometry submitted to the International Committee for Weights and Measures [Электрон. ресурс] http://www.bipm.org/cc/CCT/Allowed/Summary_reports/RECOMMENDATION_web_version.pdf (дата обращения: 01.05.2016)Recommendations of the Consultative Committee for Thermometry submitted to the International Committee for Weights and Measures [Электрон. ресурс] http://www.bipm.org/cc/CCT/Allowed/Summary_reports/RECOMMENDATION_web_version.pdf (дата обращения: 01.05.2016)Gallop J. The quantum electrical triangle // Phil. Trans. Roy. Soc. A. 2005. V. 363. P. 2221-2247.Gallop J. The quantum electrical triangle // Phil. Trans. Roy. Soc. A. 2005. V. 363. P. 2221-2247.Tuomo Tanttu, Three-waveform bidirectional pumping of single electrons with a silicon quantum dot // ArXiv: 1603.01225.Tuomo Tanttu, Three-waveform bidirectional pumping of single electrons with a silicon quantum dot // ArXiv: 1603.01225.Quantum ampere: Realisation of the new SI ampere - https://www.ptb.de/emrp/868.htmlQuantum ampere: Realisation of the new SI ampere - https://www.ptb.de/emrp/868.htmlИсаев Л. К., Кононогов С. А., Хрущев В. В. О переопределении четырех основных единиц СИ // Измерительная техника. 2013. № 2. С. 3-8.Исаев Л. К., Кононогов С. А., Хрущев В. В. О переопределении четырех основных единиц СИ // Измерительная техника. 2013. № 2. С. 3-8.Хрущев В. В. Об оптимальном наборе фундаментальных физических констант с фиксированными значениями для переопределения единиц СИ // Измерительная техника. 2011. № 10. С. 3-8.Хрущев В. В. Об оптимальном наборе фундаментальных физических констант с фиксированными значениями для переопределения единиц СИ // Измерительная техника. 2011. № 10. С. 3-8.Бронников К. А., Кононогов С. А., Мельников В. Н. Вариации постоянной тонкой структуры и многомерная гравитация // Измерительная техника. 2013. № 1. С. 7-13.Бронников К. А., Кононогов С. А., Мельников В. Н. Вариации постоянной тонкой структуры и многомерная гравитация // Измерительная техника. 2013. № 1. С. 7-13.Бронников К. А., Кононогов С. А., Мельников В. Н. Вариации гравитационной постоянной G в обобщенных теориях гравитации // Измерительная техника. 2014. № 11. С. 22-26.Бронников К. А., Кононогов С. А., Мельников В. Н. Вариации гравитационной постоянной G в обобщенных теориях гравитации // Измерительная техника. 2014. № 11. С. 22-26.Бронников К. А., Иващук В. Д., Калинин М. И., Кононогов С. А., Мельников В. Н., Хрущев В. В. О новых определениях основных единиц СИ. Почему предпочтителен атомный килограмм // Измерительная техника. 2015. № 2. С. 11-18.Бронников К. А., Иващук В. Д., Калинин М. И., Кононогов С. А., Мельников В. Н., Хрущев В. В. О новых определениях основных единиц СИ. Почему предпочтителен атомный килограмм // Измерительная техника. 2015. № 2. С. 11-18.Fletcher N., Davis R. S., Stock M., Milton M. J. T. Modernizing the SI-implications of recent progress with the fundamental constants // arXiv. 2015. 1510.08324. P. 1-12.Fletcher N., Davis R. S., Stock M., Milton M. J. T. Modernizing the SI-implications of recent progress with the fundamental constants // arXiv. 2015. 1510.08324. P. 1-12.Pavese F. The New SI and fundamental constants: different meanings assigned to the same data, and how to proceed from recommended numerical values to their stipulation and beyond // arXiv. 2016. 1601.00857. V. 2. P. 1-13.Pavese F. The New SI and fundamental constants: different meanings assigned to the same data, and how to proceed from recommended numerical values to their stipulation and beyond // arXiv. 2016. 1601.00857. V. 2. P. 1-13.Borde Ch. J. Reforming the international system of units: on our way to redefine the base units solely from fundamental constants and beyond // arXiv. 2016. 1602.01752. P. 1-29.Borde Ch. J. Reforming the international system of units: on our way to redefine the base units solely from fundamental constants and beyond // arXiv. 2016. 1602.01752. P. 1-29.Becker P., de Bièvre P., Fujii K., Glaeser M., Inglis B., Luebbig H., Mana G. Considerations on future redefinitions of the kilogram, the mole and of other units // Metrologia. 2007. V. 44. P. 1-14.Becker P., de Bièvre P., Fujii K., Glaeser M., Inglis B., Luebbig H., Mana G. Considerations on future redefinitions of the kilogram, the mole and of other units // Metrologia. 2007. V. 44. P. 1-14.Fletcher N., Rietveld G., Olthoff J., Budovsky I., Milton M. Electrical Units in the New SI: Saying Goodbye to the 1990 Values // NCSLI Measure J. Meas. Sci. 2014. V. 9. P. 30-35.Fletcher N., Rietveld G., Olthoff J., Budovsky I., Milton M. Electrical Units in the New SI: Saying Goodbye to the 1990 Values // NCSLI Measure J. Meas. Sci. 2014. V. 9. P. 30-35.Иващук В. Д., Исаев Л. К., Кононогов С. А., Мельников В. Н., Хрущев В. В. Переопределение моля и результаты измерений постоянной Авогадро методом кристаллических кремниевых шаров // Измерительная техника. 2015. № 7. С. 38-43.Иващук В. Д., Исаев Л. К., Кононогов С. А., Мельников В. Н., Хрущев В. В. Переопределение моля и результаты измерений постоянной Авогадро методом кристаллических кремниевых шаров // Измерительная техника. 2015. № 7. С. 38-43.Gläser M., Redefinition of the kilogram and the impact on its future dissemination // Metrologia. 2010. V. 47. P. 419-428.Gläser M., Redefinition of the kilogram and the impact on its future dissemination // Metrologia. 2010. V. 47. P. 419-428.Bettin H., Fujii K., Man J., Mana G., Massa E., Picard A. Accurate measurements of the Avogadro and Planck constants by counting silicon atoms // Ann. Phys. (Berlin). 2013. V. 525. P. 680-687.Bettin H., Fujii K., Man J., Mana G., Massa E., Picard A. Accurate measurements of the Avogadro and Planck constants by counting silicon atoms // Ann. Phys. (Berlin). 2013. V. 525. P. 680-687.Bouchendira J., State of the art in the determination of the fine structure constant: test of Quantum Electrodynamics and determination of ħ/mu // Ann. Phys. (Berlin). 2013. V. 525. P. 484-492.Bouchendira J., State of the art in the determination of the fine structure constant: test of Quantum Electrodynamics and determination of ħ/mu // Ann. Phys. (Berlin). 2013. V. 525. P. 484-492.

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