Kilogramul original pierde în greutate
Cât de greu este de fapt un kilogram? Întrebarea pare o glumă proastă. Dar este justificat - nu în ultimul rând pentru că kilogramul inițial pierde masa. „Este magic”, spune un expert.
Domnii de la Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) din Braunschweig și-au luat timpul. Probabil bănuiți că laicul trebuie să mestece acest subiect. Este vorba despre kilogramul, una dintre cele șapte așa-numite unități de bază alături de a doua, metru, ampere, kelvin, mole (cantitate de substanță) și candela (intensitatea luminii) care fac lumea măsurabilă.
Sistemul este practic simplu, fiecare copil învață rapid: un metru are 100 de centimetri lungime și un minut are 60 de secunde. Se specifică cu precizie cât de greu este un kilogram, de exemplu. Chiar și așa, fizicienii specializați caută noi definiții pentru unele dintre aceste unități. Pentru că nu este la fel de stabil pe cât pare sistemul.
Sistem de greutate la nivel mondial
Dar una după alta. Întrebarea referitoare la masa kilogramului pare a fi de prisos la prima vedere. Un kilogram de făină este un kilogram de făină. Punct. Din păcate, este puțin mai complicat. La urma urmei, kilogramul este o cantitate aleasă în mod arbitrar. Lumea nu ar ieși din comun dacă ar fi puțin mai ușoară sau mai grea. De fapt, strict securizat, există ceea ce este cunoscut sub numele de kilogramul original la Paris, o bucată de metal de câțiva centimetri în mărime. Toate cântarele sunt calibrate indirect la acest specimen unic.
Kilogramul inițial a fost stabilit în 1889 la prima Conferință generală privind greutățile și măsurile de la Paris. Ideea unităților universale de măsură nu era nouă. „Aveți nevoie de o unitate de comparație”, spune istoricul fizicii Dieter Hoffmann de la Institutul Max Planck pentru Istoria Științei din Berlin .
Este destul de îndrăzneț să bazezi un sistem de greutate care se aplică aproape la nivel mondial pe o singură bucată de metal. „Imaginați-vă dacă se sparge”, spune fizicianul Arnold Nicolaus de la PTB. În plus față de acest risc, există o altă problemă cu kilogramul inițial: tinde să devină din ce în ce mai ușoară.
50 de milionimi de gram într-o sută de ani
Că acest lucru se întâmplă este, evident, doar ghinion. La sfârșitul secolului al XIX-lea, au fost produse mai multe kilograme originale și una dintre ele a fost ridicată ca punct de reper, așa cum explică purtătorul de cuvânt al PTB, Jens Simon. Unii dintre precursorii kilo originali sunt stabili. Dar piesa de metal aleasă își pierde masa din motive care nu au fost încă înțelese - 50 de milioane de gram dintr-o sută de ani. - Asta e magic.
Și ce dacă? Ce se întâmplă dacă o bucată de metal se schimbă într-o seif din Paris? Deoarece toate greutățile depind de acest kilogram original, ele devin treptat mai grele. Toate cântarele nu ar mai afișa greutatea corect de-a lungul anilor. Acestea ar trebui recalibrate la kilogramul original consumator la intervale regulate.
Până cel târziu în 2018, kilogramul original parizian ar trebui să se încheie ca standard. Apoi, la cea de-a 26-a Conferință generală privind greutățile și măsurile, urmează să fie adoptată o nouă definiție a kilogramului aplicabilă la nivel global. Un lucru este deja clar: în viitor, unitatea de greutate nu va mai fi atașată la un singur obiect.
Kilogramele setate universal
Dar cum poate funcționa asta? Fizicianul Nicolaus este implicat semnificativ în experimentele pregătitoare pentru redefinire. Un experiment complex este amenajat într-o încăpere precis temperată, în centrul căreia sunt sfere de siliciu reflectorizante care amintesc de un joc de baloane. Cel mai valoros costă în jur de un milion de euro.
Oamenii de știință de la PTB pot fabrica și măsura astfel de sfere cu mare precizie. În acest fel, ei pot calcula din câte atomi de siliciu constă o astfel de sferă. Din aceasta puteți deduce cât de greu este un singur atom. Această masă se află într-un anumit moment - se schimbă constant din cauza fluctuațiilor kilogramului inițial - o dată pentru totdeauna. În schimb, se știe câți atomi de siliciu este nevoie pentru a face un kilogram. Pur și simplu, aceasta înseamnă că kilogramul este universal stabilit.
Rezultate precise
În lunile următoare, două sfere de siliciu deosebit de pure vor fi măsurate în Braunschweig. Cercetătorii speră că acest lucru va produce rezultate și mai precise. Fiecare laborator bine echipat cu cunoștințele necesare ar putea produce teoretic un kilogram general în viitor. Odată cu redefinirea kilogramului, dependența de modelul parizian consumativ dispare, așa cum explică purtătorul de cuvânt al PTB, Jens Simon. Se vorbește despre o schimbare de paradigmă.
Probleme cu stabilitate asemănătoare cu cele ale kilogramului există și cu alte unități de bază. Similar experților PTB, cercetătorii lucrează la soluții în acest sens. Cu ajutorul contorului, s-a ajuns la un rezultat în urmă cu zeci de ani: contorul original, un fel de tijă metalică, a fost înlocuit cu o definiție bazată pe viteza luminii.