Ezekben az időkben, amikor a súly miatt aggódik, még a kilogramm is fogy, és ez zavart okozhat számos tudományos tevékenységben. A szokásos kilogramm egy irídium és platina henger, amelyet Angliában 1889-ben öntöttek. Senki sem tudja, miért veszít tömegéből, legalábbis más referencia súlyokhoz képest, de ez a változás egy stabilabb meghatározás nemzetközi keresését váltotta ki.
"Egyáltalán nem segít, ha megváltozik egy minta" - mondja Peter Becker, a tudós a Német Szövetségi Szabványügyi Laboratóriumból, egy 1500 tudósból álló intézményből, akik teljes mértékben elkötelezettek a dolgok pontos mérésének javításáért. Még a látszólagos 50 mikrogrammos kilogramm-változás is - kevesebb, mint egy szem só - elegendő a gondos tudományos számítások elferdítéséhez. Becker egy nemzetközi kutatócsoportot vezet, amelynek célja a kilogramm újradefiniálása a kémiai elem atomjainak száma alapján. Más, washingtoni székhelyű tudósok a kilogramm egy másik meghatározását fejlesztik ki egy komplex mechanizmus segítségével, az úgynevezett wattegyensúlyozással. A végső ajánlást a Nemzetközi Súlyok és Mérők Bizottsága adja, amely testületet 1875-ből származó nemzetközi szerződés hozta létre, valamint a Nemzetközi Súly- és Mérőszékkel, amely a kilogramm nemzetközi normáját egy kastélyban található széfben tartja. Párizs külvárosában.
Évente egyszer a kilogrammot nagy biztonsági intézkedésekkel vonják ki annak mérlegeléséhez, összehasonlítva más meglévő mintákkal. "Ez részben szertartás, részben pedig kötelezettség" - magyarázza Richard Davis, a misének szentelt részleg igazgatója a nemzetközi laboratóriumban. "A szerződést módosítani kellene, ha nem tennék meg".
Század meghatározása
A kilogramm az egyetlen a hét mérési szabvány közül, amely még mindig a 19. századi meghatározáson alapszik. Az évek során a tudósok újradefiniálták az olyan egységeket, mint a mérő (amely a föld kerületén alapult) és a második (a nap töredékének gondolva). A mérő most a távolság, amelyet a fény vákuumban megtesz 299 792 458 másodperc alatt, a második pedig az az idő, amely alatt a cézium atom 9 192 631 770 alkalommal rezeg. Mindegyik nagy pontossággal mérhető és bárhol reprodukálható, ami még fontosabb.
A kilogrammot egy liter víz tömegének tekintették, de nagyon nehéz volt megmérni, ezért egy angol ékszerésznek megbízást kaptak egy irídium és platina henger elkészítésére annak meghatározására.
Az egyik oka annak, hogy a kilogramm késlekedett a frissítéssel, az, hogy pontosítása nem jelent közvetlen gyakorlati hasznot. A mintaváltás azonban más intézkedéseket is befolyásol. Például a volt a kilogrammban van megadva, így egy stabil kilogramm lehetővé teszi, hogy a volt jobban kapcsolódjon a mérési standardokhoz.
Összesen 80 referencia példány készült a kilogrammról, amelyet kiosztottak azoknak az országoknak, amelyek aláírták a tizedes metrikus rendszer szerződését. A példányok egy részét eltűnt országok tartották, például Szerbia. A japánoknak a második világháború után át kellett adniuk övéiket. Németország több példányt szerzett, köztük egyet Bajorországba, 1889-ben és Kelet-Németországból. A kilogramm frissítéséhez Németország más országok tudósaival együttműködve egy teljesen gömb alakú, egy kilogramm súlyú szilíciumkristályt állít elő. Az ötlet az, hogy ha pontosan ismeri a kristályt alkotó atomokat, az őket elválasztó távolságot és a gömb méretét, akkor kiszámíthatja a gömbben lévő atomok számát, és ez a szám lesz a kilogramm meghatározása.
A szilícium három izotópjának elkülönítéséhez Becker és csapata nukleáris fegyvergyárakhoz fordulnak a volt Szovjetunióban, ahol vannak olyan centrifugagépek, amelyeket korábban nagy dúsítású urán előállítására használtak, amelyek képesek a szükséges tisztaságú szilícium előállítására.
"Annyi kilencre van szükségünk" - mondja Becker. "Az oroszokkal körülbelül négyünk van, vagyis 99,99% -ban tiszta szilícium 28.
Most gyártottak egy tesztkristályt, és Arnold Nicolaus, egy másik német szabvány laboratóriumi tudós felelős azért, hogy megmérje, tökéletesen gömbölyűek-e. 500 000 ponton mérte meg a kristályt, hogy megtudja annak alakját. Bizonyára ez a legkerekebb kézzel készített tárgy. "Ha a Föld ilyen kerek lenne, az Everest négy méter magas lenne" - mondja Nicolaus. A szféra érdekessége, hogy nincs mód megtudni, hogy leállt vagy forog-e, kivéve, ha egy porszem hull rá.
A másik versenyző csapat finomítja a kilogramm kiszámításának technikáját a feszültség felhasználásával. Az ötlet az, hogy megmérjük azt az elektromágneses erőt, amelyre szükség van egy referencia-kilogramm kiegyensúlyozásához, amelynek meghatározása ennek a teljesítménynek vagy valaminek a következménye lenne, például az elektron tömege.
* Ez a cikk a 0003 nyomtatott kiadásában jelent meg, 2003. június 3.