Nowa definicja kilograma

Dokładnie dzisiaj, 20 maja 2019 roku, a więc w Światowy Dzień Metrologii, została wprowadzona w życie nowa, dokładniejsza definicja jednej z najpopularniejszych jednostek miary – kilograma. Znane nam do tej pory rozumienie tego składnika systemu SI bazujące na artefakcie zastąpiono odpowiadającą mu stałą fizyczną.

Kilogram był do tej pory jedną z tych jednostek, która, obok ampera, kelwina oraz mola, nie była oparta na stałej fizycznej. Zamiast tego określano go w oparciu o wzór – tzw. Międzynarodowy Prototyp Kilograma (IPK), a wiec wyprodukowany w 1889 roku platynowo-irydowy walec przechowywany w Paryżu, chroniony w sejfie, gdzie zapewniana jest odpowiednia wilgotność i warunki termiczne. Tego rodzaju odniesienie rodzi oczywiste ograniczenia oraz ryzyko utraty masy wzorca, co było dyskutowane już dawno, oficjalnie zaś podczas zeszłorocznej konferencji w Wersalu, ściśle związanej ze sprawą miar i wag. Jednogłośnie stwierdzono wówczas, iż nasz system mierzenia świata powinien być precyzyjny i niezmienny, oparty nie o wzór będący artefaktem, ale na prawie fizycznym.

 

Jednym z argumentów za taką zmianą, poza zwykłą nietrwałością obiektu materialnego i względami bezpieczeństwa, jest powszechność samego wzoru kilograma. Jako że odpowiadający mu obiekt fizyczny znajduje się tylko w jednym miejscu, powstało kilka jego kopii na całym świecie. W Polsce również posiadamy taki wzorzec od 1951 roku. Co prawda odsyłano je co jakiś czas, by porównać z prototypem, jednak zdarzały się pewne odchylenia, co w znaczny sposób rzutowało na ich precyzję. 

 

Istnieją już w układzie SI jednostki, które oparte są na pewnych prawach fizyki. Należy do nich między innymi metr, który określa się jako odległość pokonywaną w próżni przez światło w czasie 1/299792458 sekundy. Dla kilograma zaś zaproponowano definicję opartą na stałej Plancka. Jest to możliwe dzięki zeszłorocznemu odkryciu najbardziej precyzyjnej wartości dla tej liczby. Pomiar natomiast można wykonać elektromagnetyczną wagą Kibble' a. Nowe definicje zyskały także pozostałe jednostki: mol określono z pomocą stałej Avogadra, kelwin - Boltzmana, natomiast amper będzie obliczany z wykorzystaniem ładunku elektrycznego elementarnego.

Takie udoskonalenie jednostek pomiarowych jest istotne oczywiście głównie dla naukowców. Niektórzy z nich podkreślają jednak, że wciąż nie porzucą zainteresowania tym niewielkim obiektem zamkniętym pod trzema szklanymi kloszami w siedzibie BIPM w Sèvres. Ważnym jest dla nich to, czy zmieni się on w jakiś sposób na przestrzeni lat oraz zwyczajne uhonorowanie tak istotnego dla nauki przedmiotu.

 

Źródło: sciencealert