Kilo a pierdut - berlinezul Morgenpost
Kilogramul original din Paris este reperul pentru metrologii din întreaga lume. Dar acum cântărește cu 50 micrograme mai puțin decât acum 118 ani. Cercetătorii caută acum modalități de a re-măsura greutățile
Un robinet ușor este suficient pentru a reduce greutatea tuturor rezervelor de aur sau cărbune de pe pământ. Pentru a face acest lucru, totuși, ar trebui să mergi în pivnița Bureau International des Poids et Mesures de lângă Paris și să atingi scurt capacul de sticlă „Le Grand K” - kilogramul original care a fost acolo de mai bine de 120 de ani. Este încă folosit pentru a măsura greutatea tuturor obiectelor din întreaga lume. O creștere a greutății ar fi bună pentru cilindrul înalt de 3,9 centimetri prin pelicula de grăsime de pe deget, deoarece a pierdut aproximativ 50 micrograme în ultimii 100 de ani.
50 micrograme este o dimensiune mică pe care aproape nimeni nu și-o poate imagina. Este nevoie de un milion de micrograme pentru a ajunge la un gram (aproximativ greutatea unei jumătăți de urs gumos). Cu toate acestea, chiar și o pierdere atât de mică de greutate este inacceptabilă pentru anchetatorii măsurătorilor, metrologii. De aceea, experți din întreaga lume discută acum cum va fi determinat kilogramul în viitor, la cea de-a 24-a Conferință generală privind greutățile și măsurile de la Paris.
Cine spune oricum ce este un kilogram?
Pentru a calibra cântarele, tehnicienii trebuie să cadă pe un obiect real. Un obiect cântărește doar un kilogram dacă este exact la fel de greu ca kilogramul inițial. Prin urmare, institutele de metrologie precum Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) din Braunschweig trebuie să călătorească în mod specific la Paris pentru a-și măsura prototipurile naționale. Și s-a dovedit că obiectele comparabile stocate în întreaga lume sunt acum mai grele decât Le Grand K. Este puțin probabil ca prototipurile să fi crescut. Așadar, kilogramul inițial a scăzut probabil - chiar dacă este vorba doar de masa unui fir de praf.
Tehnicienilor nu li se permite să examineze modelul original, care constă din 90% platină și 10% iridiu. Prin urmare, ei pot specula doar despre cauzele pierderii în greutate. S-ar putea ca hidrogenul prins în cilindru să se fi evaporat acum. Sau unii atomi s-au pierdut în timpul curățării cu alcool și în baia de aburi ulterioară.
Două metode de redefinire
Experții discută acum despre două metode de redeterminare a kilogramului: echilibrul Watt și experimentul Avogadro. În metoda echilibrului Watt, cercetătorii lucrează cu gravitația, care trage kilogramul inițial în jos și forța electrică necesară pentru a menține Le Grand K în suspensie. Această metodă ar avea avantajul că ar putea fi utilizată oriunde în lume și nu va mai trebui să călătorească la Paris pentru a compara kilogramul original. Cu toate acestea, este foarte fragil și, prin urmare, nesigur. Este suficient dacă o mașină este parcată lângă laborator sau dacă apa de la un sprinkler de pe proprietatea vecină se scurge în subsol pentru a falsifica rezultatele măsurătorilor.
Procesul Avogadro, care a fost cercetat în Braunschweig, printre altele, pare mai simplu. Kilogramul ar putea fi determinat din numărul de atomi ai unui anumit material. Atomii sunt cele mai mici particule dintr-un material. Pentru a face acest lucru, tehnicienii trebuie să poată număra micii atomi. Prin urmare, utilizați siliciu pur 28, a cărui structură atomică este foarte uniformă. Oamenii de știință din Braunschweig au folosit acest lucru pentru a crește un cristal din care au tăiat două obiecte și le-au adus unui expert din Australia. A făcut din el bile, care sunt mai potrivite pentru procedura ulterioară decât, de exemplu, un cub. Marginile sale s-ar rupe cu fiecare contact și s-ar pierde multe miliarde de atomi.
Mingea perfectă
Un tehnician a măcinat, lustruit și frezat această bilă în cel mai neted obiect vreodată - mai ales manual, deoarece mașinile au prea puțină senzație pentru această muncă. Masa nu trebuie să scadă în niciun caz sub un kilogram, caz în care cercetătorii ar trebui să producă o nouă bucată de siliciu pur într-un proces laborios. Rezultatul este sfera aproape perfectă. Cu această sferă, metrologii ar avea un kilogram clar definit, dar ar trebui să se retragă pe un model original și să continue să călătorească acolo dacă vor să își verifice prototipurile.
Înainte de a decide ce metodă să utilizeze sau dacă există o altă metodă, oamenii de știință vor avea mult mai multe cercetări de făcut.
De ce efortul?
Dar de ce tot efortul? În supermarket, nu contează dacă cele două kilograme de banane cântăresc cu 50 micrograme mai mult sau mai puțin. Alte standarde se aplică în știință.
Pe de o parte, metrologii vor să găsească o soluție elegantă din punct de vedere fizic și matematic. În plus, este încă imposibil să se prevadă astăzi ce aplicații ar fi posibile în viitor, cu o determinare exactă a kilogramului.
Așa a fost și cazul redefinirii celui de-al doilea la sfârșitul anilor 1960. La acea vreme, nimeni nu bănuia că acuratețea câtorva miliarde de secundă va deveni importantă pentru navigația prin satelit prin GPS. Pentru că dacă măsurarea este inexactă chiar și cu o fracțiune de secundă, dispozitivul de navigație nu îl va trimite pe șoferul nepăsător pe următoarea stradă din dreapta, ci l-ar prăbuși în peretele clădirii la 300 de metri în fața ei.