Unitățile de măsură post-Big Bang ale Le Devoir
Pauline Gravel
În urmă cu un an, pe 16 noiembrie 2018, Biroul Internațional de Greutăți și Măsuri a adoptat o nouă definiție a kilogramului, a amperului, a kelvinului și a aluniței. În cadrul acestei revizuiri a Sistemului internațional al unităților de măsură (SI), care a intrat în vigoare pe 20 mai, toate unitățile de măsură sunt acum stabilite din valori numerice ale constantelor fizice, mai degrabă decât pe baza unor artefacte.
Pentru oamenii obișnuiți, adoptarea noilor definiții ale kilogramului (kg) și amperului (A) în special nu a schimbat nimic în viața lor de zi cu zi. Cântarele măcelarului, companiile aeriene care verifică greutatea bagajelor și cântarele poștale care ne cântăresc scrisorile au rămas aceleași. Hydro-Quebec nu a trebuit să integreze corecția în contoarele sale de energie electrică, deoarece era prea mică. Mai degrabă, în laboratoarele de cercetare, unde sunt deseori necesare măsurători riguroase și precise până la nanogramă, această revoluție va avea repercusiuni.
Aceasta este într-adevăr o adevărată revoluție, deoarece până la 20 mai 2019, referința mondială a kilogramului era un cilindru din aliaj de platină (90%) și iridiu (10%) înălțime de 39 milimetri și diametru păstrat din 1889 sub trei clopote de sticlă într-un sigur la Biroul Internațional de Greutăți și Măsuri situat în Sèvres, lângă Paris, în timp ce acum este definit din constanta Planck, o cantitate având un rol central în fizica cuantică.
K mare, așa cum a fost poreclit acest standard de platină kilo-iridiu, a fost scos din depozitul său blocat doar de patru ori din 1889, pentru a calibra cele șase copii secundare - realizate în același timp cu marele K - care au fost la rândul său, folosit ca referință pentru calibrarea a zeci de tertiare, apoi copii cuaternare utilizate pentru ajustarea soldurilor din întreaga lume. Cu toate acestea, la fiecare dintre aceste campanii de calibrare cu K mare, s-a observat că masa acestuia din urmă variază ușor, de ordinul unui microgram pe an, uneori mai mult, alteori mai puțin, și asta, chiar dacă a fost întotdeauna păstrat într-o atmosferă controlată. O ușoară pierdere de material a fost atribuită faptului că puțină platină, care catalizează multe reacții chimice, a fost desprinsă din cilindru pentru a participa la aceste reacții. Creșterile în greutate s-au datorat contaminării, probabil din mercurul din atmosferă care s-a atașat spontan la suprafața platinei.
Din acest motiv, oamenii de știință erau din ce în ce mai preocupați de stabilitatea pe termen lung a acestui prototip internațional. Fluctuațiile din masa sa au făcut din ce în ce mai puțin satisfăcătoare în știință și cercetare, care necesită niveluri ridicate de precizie. „Nu mai putea să rămână o referință pentru că existau unele îndoieli cu privire la stabilitatea sa și nu era foarte practic să se refere la el pentru că nu era foarte accesibil. A trebuit să trimitem K74 - kilogramul de referință al Canadei - la Paris în mod regulat, astfel încât să poată fi comparat cu ceilalți șase martori ”, notează Isabelle Amen, directorul operațiunilor pentru Departamentul de Metrologie de la Consiliul Național de Cercetare din Canada (NRC) ), înainte de a reaminti că definiția contorului a fost deja revizuită din aceleași motive.
Contorul și al doilea
De la sfârșitul secolului al XIX-lea, s-a făcut referire într-adevăr la un standard material al contorului care este păstrat și la Sèvres. Apoi, când, în 1983, am măsurat viteza luminii în vid cu cea mai mare precizie posibilă, am stabilit prin consens valoarea numerică a acestei constante (numită c) la 299.792.458 metri/secundă, ceea ce a permis apoi definirea contorului ca fiind distanța parcursă de lumină în vid pentru o perioadă de 1/299.792.458 de secundă.
Valoarea numerică a celei de-a doua a fost definită în 1967 din „frecvența tranziției hiperfine a atomului de cesiu 133 netulburat”. Cu alte cuvinte, al doilea este determinat de frecvența undei, adică a unui foton care este emis de atomul de cesiu 133 atunci când unul dintre electronii săi schimbă nivelul de energie, explică Ghislain Granger, cercetător la NRC Metrology Research Centru. Deoarece această frecvență este egală cu 9 192 631 770 oscilații/secundă (sau hertz), o secundă corespunde, așadar, cu durata a 9 192 631 770 oscilații, sau perioade, ale undei emise.