Le Grand K, mezinárodní prototyp kilogramu, byl vykovaný v roce 1879 a schválený Generální konferencí pro míry a váhy na jejím prvním zasedání, byl uložen pod zámkem v trezoru u Paříže. BIPM hide caption
toggle caption
BIPM
Mezinárodní prototyp kilogramu Le Grand K, který byl vykovaný v roce 1879 a schválený Generální konferencí pro míry a váhy na jejím prvním zasedání, byl uložen pod zámkem v trezoru u Paříže.
BIPM
Aktualizováno v 8:40 hod. ET, pátek
Hlasování o nové definici kilogramu bylo podle očekávání jednomyslné, zástupci více než 50 zemí řekli na historickém zasedání ve francouzském Versailles „ano“ nebo „oui“.
Bill Phillips, nositel Nobelovy ceny z Národního institutu pro standardy a technologie v Marylandu, řekl shromážděným delegátům, že zakládat oficiální definici kilogramu na kusu kovu drženém v trezoru je „situace, která je jasně nepřijatelná.“
Podle něj je v 21. století nadále definovat mezinárodní jednotku hmotnosti pomocí předmětu vyrobeného v 19. století „skandální“.
Jeho kolegové s ním zjevně souhlasili, protože žádná země nehlasovala pro zachování staré definice.
Původní příspěvek:
Svět se chystá říci au revoir Le Grand K, válci z platiny a iridia, který dlouho kraloval světovému systému měření hmotnosti.
Americký Národní institut pro standardy a technologie v Marylandu má svou vlastní kopii Le Grand K – platino-iridiový kilogram známý jako K92. V pozadí jsou kilogramové hmotnosti z nerezové oceli. J.L. Lee/NIST hide caption
toggle caption
J.L. Lee/NIST
Národní institut pro standardy a technologie USA v Marylandu má svou vlastní kopii Le Grand K – platino-iridiový kilogram známý jako K92. V pozadí jsou kilogramová závaží z nerezové oceli.
J. L. Lee/NIST
Le Grand K byl ukován v roce 1879 a je uložen v uzamčeném trezoru u Paříže – je uctíván a držen pod zámkem, protože jeho hmotnost, něco málo přes 2 libry, je oficiální definicí kilogramu.
To se však brzy změní. V pátek se ve francouzském Versailles sejde mezinárodní Generální konference pro míry a váhy, aby hlasovala o tom, zda má být kilogram nově definován.
Očekává se, že hlasování bude jednomyslné, což je po letech práce pouhá formalita. Napříště nebude světový systém měření hmotnosti založen na nějakém zvláštním kusu kovu, ale spíše na neměnných vlastnostech vesmíru – jako je rychlost světla, čas a Planckova konstanta, číslo, které vědcům pomáhá určit energii fotonu světla vzhledem k jeho vlnové délce. (Přibližná číselná hodnota Planckovy konstanty je 6,626 x 10-34 joulů za sekundu.)
„Je to fantastické! Je to skvělé! Tvoří se historie,“ nadšeně říká Zeina Kubarychová z Národního institutu pro standardy a technologie v Marylandu, který se specializuje na vědu o měření.
„Měníme systém realizace hmotnosti, který jsme měli 129 let,“ říká. „Je to obrovská událost.“
Kubarych pracuje v zabezpečené, klimaticky kontrolované laboratoři NIST, kde se nachází dvojice přikrčených kovových válců, každý pod – ne jedním, ale dvěma – staromódními, skleněnými zvony. Spojené státy získaly tyto oficiální duplikáty Le Grand K po podpisu smlouvy o metru v roce 1875.
„Jsou to naše národní standardní kilogramy,“ vysvětluje Kubarych. „To je to, co používáme jako základ našeho systému šíření hmotnosti ve Spojených státech.“
Tyto starožitné artefakty jsou velmi důležité pro každého, kdo potřebuje provést srovnání, aby se ujistil, že jeho přesná měření nejsou mimo mísu. Patří sem například státní měřicí laboratoře, které testují a certifikují váhy používané v obchodech a farmaceutických firmách, stejně jako váhy používané výrobci letadel a vědeckých přístrojů.
„V podstatě to zahrnuje většinu odvětví amerického průmyslu,“ říká Kubarych.
Oficiální kilogramy národa jsou tak vzácné, že „na ně nesaháme,“ říká Kubarych.
„Ani se jich nesnažíme dotýkat rukama v rukavicích.“
Místo toho se kovové artefakty opatrně sbírají speciálním nástrojem zabaleným do filtračního papíru – aby na nich nezůstaly drobné škrábance nebo otisky prstů, které by mohly hmotnost zkreslit.
A to je velký problém, když se systém měření zakládá na porovnávání kousků kovu. Pokud se Le Grand K stane těžší nebo lehčí – nebo pohltí atomy něčeho ze vzduchu – definice kilogramu se doslova změní.
Vědci se domnívají, že se něco takového děje, protože se zdá, že Le Grand K nyní váží o něco méně než jeho oficiální kopie.
Možná by nějaký drobný výkyv nevadil běžnému člověku, který si kupuje například kávu na váhu v supermarketu. Vědci si však zoufají nad představou, že se budou snažit pochopit realitu pomocí měření, která se neustále mění.
Znovu definovat kilogram znamená, že vědci „dokončí něco, co bylo započato pravděpodobně ještě před Francouzskou revolucí,“ poznamenává Stephan Schlamminger z NIST.
V oněch revolučních dobách osvícenští myslitelé nenáviděli změť světových měřicích systémů – každý z nich byl založen na nějakém náhodném objektu, například na délce nohy místního vévody. Jejich radikální vizí bylo vytvořit něco racionálního a univerzálního, říká Schlamminger a poznamenává, že metrický systém měl být „pro všechny časy; pro všechny lidi.“
Tito původci metrického systému jej založili na samotné zeměkouli, přičemž metr byl popsán jako jedna desetimiliontina vzdálenosti od severního pólu k rovníku.
Dlouhou dobu byl ale metr ve Francii doslova kovovou tyčí.
S rozvojem fyziky, říká Schlamminger, se vědci dokázali zbavit kovové tyče a definovat metr jako vzdálenost, kterou světlo urazí ve vakuu za přibližně jednu 300miliontinu sekundy.
„A to,“ říká Schlamminger, „je myšlenka přechodu od artefaktu k základní konstantě.“
Nyní, poté, co vědci strávili roky vytvářením důmyslného nového druhu vážicího zařízení zvaného Kibbleovy váhy, je konečně řada na kilogramu.
Pokud chceme v budoucnu zjistit, zda kus kovu skutečně váží 1 kilogram, nebudeme ho muset nechat letět do Francie a porovnávat ho s Le Grand K. Můžeme ho vyhodnotit na tomto typu přístroje pomocí Planckovy konstanty.
Schlamminger a jeho dva kolegové jsou tak oddáni novému definování kilogramu, že si nedávno nechali vytetovat čísla zobrazující Planckovu konstantu.
Jon Pratt z NIST, jeden z potetovaných vědců, říká, že přesně změřit Planckovu konstantu bylo těžké, stejně jako přesvědčit svět, aby na jejím základě přešel na nový kilogram.
„Bylo kolem toho spousta komisí a pěstních soubojů a hemžení,“ říká Pratt. „Takže jsme věděli, co nás čeká. Věděli jsme, že to bude bolestivé. A všichni jsme se shodli na tom, že se s číslem vytasíme, až to bude hotové.“
Pokud hlasování dopadne podle očekávání, nová definice kilogramu vstoupí v platnost v květnu.
Mezitím zůstane Le Grand K ve svém osamělém trezoru.
„Je to historický artefakt, který se zkoumá už 140 let a zachová si trochu metrologické zajímavosti,“ říká jeho správce, Mezinárodní úřad pro váhy a míry, „i když jeho hmotnost už nebude definovat kilogram.“