Cât cântărește un kilogram? Oamenii de știință au explorat această problemă aparent simplă timp de sute de ani.
În 1795, Franța a promulgat o lege care stipula „gramul” ca fiind „greutatea absolută a apei dintr-un cub al cărui volum este egal cu o sutime de metru la temperatura la care se topește gheața (adică 0°C)”. În 1799, oamenii de știință au descoperit că volumul de apă este cel mai stabil atunci când densitatea apei este cea mai mare, la 4°C, astfel încât definiția kilogramului s-a schimbat în „masa a 1 decimetru cub de apă pură la 4°C”. Aceasta a produs un kilogram original din platină pură, kilogramul fiind definit ca fiind egal cu masa sa, numit kilogram de arhivă.
Acest kilogram de arhivă a fost folosit ca reper timp de 90 de ani. În 1889, Prima Conferință Internațională de Metrologie a aprobat o replică din aliaj de platină-iridiu cea mai apropiată de kilogramul de arhivă ca kilogram original internațional. Greutatea „kilogramului” este definită de un cilindru din aliaj de platină-iridiu (90% platină, 10% iridiu), care are aproximativ 39 mm în înălțime și diametru și este depozitat în prezent într-un subsol de la periferia Parisului.
Kilogramul original internațional
Încă din epoca Iluminismului, comunitatea topografică s-a dedicat stabilirii unui sistem universal de măsurare. Deși este o modalitate fezabilă de a utiliza obiectul fizic ca reper de măsurare, deoarece obiectul fizic este ușor deteriorat de factorii antropici sau de mediu, stabilitatea va fi afectată, iar comunitatea de măsurare a dorit întotdeauna să abandoneze această metodă cât mai curând posibil.
După ce kilogramul adoptă definiția internațională originală a kilogramului, există o întrebare care îi preocupă foarte mult pe metrologi: cât de stabilă este această definiție? Va devia ea în timp?
Trebuie spus că această întrebare a fost ridicată la începutul definiției unității de masă kilogram. De exemplu, când kilogramul a fost definit în 1889, Biroul Internațional de Măsuri și Greutăți a produs 7 greutăți kilogram din aliaj de platină-iridiu, dintre care una este Kilogramul Internațional. Kilogramul original este folosit pentru a defini unitatea de masă kilogram, iar celelalte 6 greutăți, fabricate din același material și prin același proces, sunt folosite ca repere secundare pentru a verifica dacă există o deviație în timp între ele.
În același timp, odată cu dezvoltarea tehnologiei de înaltă precizie, avem nevoie și de măsurători mai stabile și mai precise. Prin urmare, a fost propus un plan de redefinire a unității de măsură internaționale de bază cu constante fizice. Utilizarea constantelor pentru a defini unitățile de măsură înseamnă că aceste definiții vor satisface nevoile următoarei generații de descoperiri științifice.
Conform datelor oficiale ale Biroului Internațional de Măsuri și Greutăți, în perioada de 100 de ani, din 1889 până în 2014, consistența calității altor kilograme originale și a kilogramului original internațional s-a modificat cu aproximativ 50 de micrograme. Acest lucru arată că există o problemă cu stabilitatea reperului fizic al unității de calitate. Deși schimbarea de 50 de micrograme pare mică, ea are un impact mare asupra unor industrii de top.
Dacă se utilizează constante fizice de bază pentru a înlocui reperul fizic kilogramul, stabilitatea unității de masă nu va fi afectată de spațiu și timp. Prin urmare, în 2005, Comitetul Internațional pentru Măsuri și Greutăți a elaborat un cadru pentru utilizarea constantelor fizice de bază pentru a defini unele unități de bază ale Sistemului Internațional de Unități. Se recomandă utilizarea constantei Planck pentru a defini unitatea de masă kilogram, iar laboratoarele competente la nivel național sunt încurajate să desfășoare lucrări de cercetare științifică aferente.
Prin urmare, la Conferința Internațională de Metrologie din 2018, oamenii de știință au votat pentru scoaterea oficială din uz a prototipului internațional de kilogram și au schimbat constanta Planck (simbolul h) ca nou standard pentru a redefini „kg”.
Data publicării: 05 martie 2021