Forgiato nel 1879 e sancito dalla Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure alla sua prima riunione, Le Grand K, il prototipo internazionale del chilogrammo, è stato tenuto sotto chiave in un caveau fuori Parigi. BIPM hide caption
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Firmato nel 1879 e sancito dalla Conferenza generale dei pesi e delle misure alla sua prima riunione, Le Grand K, il prototipo internazionale del chilogrammo, è stato tenuto sotto chiave in un caveau fuori Parigi.
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Aggiornato alle 8:40 a.m. ET, venerdì
Il voto per ridefinire il chilogrammo è stato, come previsto, unanime, con i rappresentanti di più di 50 paesi dicendo “sì” o “oui” alla storica riunione di Versailles, Francia.
Bill Phillips, un premio Nobel dal National Institute of Standards and Technology nel Maryland, ha detto ai delegati riuniti che basando la definizione ufficiale del chilogrammo su un pezzo di metallo tenuto in un caveau era “una situazione che è chiaramente intollerabile.”
Ha detto che nel XXI secolo, continuare a definire l’unità internazionale di massa utilizzando un oggetto fatto nel XIX secolo è “scandaloso”.”
I suoi colleghi erano chiaramente d’accordo, come nessun paese ha votato per mantenere la vecchia definizione.
Post originale:
Il mondo sta per dire au revoir a Le Grand K, un cilindro di platino e iridio che ha a lungo regnato sul sistema mondiale di misurazione del peso.
Il National Institute of Standards and Technology degli Stati Uniti nel Maryland ha la propria copia di Le Grand K – un chilogrammo di platino e iridio noto come K92. Sullo sfondo ci sono masse di chilogrammi in acciaio inossidabile. J.L. Lee/NIST hide caption
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J.L. Lee/NIST
Lo U.S. National Institute of Standards and Technology nel Maryland ha la sua copia di Le Grand K – un chilogrammo di platino-iridio conosciuto come K92. Sullo sfondo sono masse di chilogrammi in acciaio inossidabile.
J.L. Lee/NIST
Le Grand K è stato forgiato nel 1879 ed è tenuto in un caveau chiuso fuori Parigi – venerato e tenuto sotto chiave perché la sua massa, poco più di 2 libbre, è la definizione ufficiale del chilogrammo.
Ma questo è cambierà presto. Venerdì, la Conferenza generale internazionale su pesi e misure si riunirà a Versailles, Francia, per votare se ridefinire il chilogrammo.
Il voto dovrebbe essere unanime, una pura formalità dopo anni di lavoro. In futuro, il sistema mondiale di misurazione della massa non sarà basato su qualche pezzo speciale di metallo, ma piuttosto su caratteristiche inalterabili dell’universo – come la velocità della luce, il tempo e la costante di Planck, un numero che aiuta gli scienziati a capire l’energia di un fotone di luce, data la sua lunghezza d’onda. (Il valore numerico approssimativo della costante di Planck è 6,626 x 10-34 joule-secondo.)
“È fantastico! È grandioso! È storia in divenire”, si entusiasma Zeina Kubarych del National Institute of Standards and Technology nel Maryland, specializzato nella scienza della misurazione.
“Stiamo cambiando un sistema di realizzazione della massa che abbiamo avuto per 129 anni”, dice. “È un evento enorme.”
Kubarych lavora in un laboratorio sicuro e climatizzato al NIST che contiene un paio di cilindri di metallo tozzi, ciascuno sotto – non uno ma due – vecchie campane di vetro. Gli Stati Uniti hanno ottenuto questi duplicati ufficiali di Le Grand K dopo aver firmato il Trattato del Metro nel 1875.
“Questi sono i nostri chilogrammi standard nazionali”, spiega Kubarych. “È quello che usiamo come base del nostro sistema di diffusione della massa negli Stati Uniti.”
Questi antichi manufatti sono molto importanti per chiunque abbia bisogno di fare confronti per assicurarsi che le loro misure precise non siano fuori posto. Questo include i laboratori di misurazione dello stato che testano e certificano le bilance utilizzate nei negozi e nelle aziende farmaceutiche, per esempio, così come le bilance utilizzate dai produttori di aeroplani e creatori di strumenti scientifici.
“Praticamente abbraccia la maggior parte dei settori dell’industria statunitense”, dice Kubarych.
I chilogrammi ufficiali della nazione sono così preziosi che “non li tocchiamo”, dice Kubarych.
“Non proviamo nemmeno a toccarli con le mani guantate.”
Invece, gli artefatti di metallo sono accuratamente raccolti con uno strumento speciale avvolto in carta da filtro – per evitare di lasciare qualsiasi piccolo graffio o impronte digitali che potrebbero buttare fuori il peso.
E questo è il grande problema con basando un sistema di misurazione sul confronto di pezzi di metallo. Se Le Grand K diventa più pesante o più leggero – o assorbe atomi di qualcosa dall’aria – la definizione del chilogrammo cambia letteralmente.
Gli scienziati credono che qualcosa di simile è accaduto, perché Le Grand K sembra ora pesare leggermente meno delle sue copie ufficiali.
Forse qualche piccola fluttuazione non avrebbe importanza per la persona media che acquista, diciamo, il caffè a peso al supermercato. Ma gli scienziati si disperano all’idea di cercare di capire la realtà usando misure che sono costantemente mutevoli.
Redefinire il chilogrammo significa che gli scienziati “finiranno qualcosa che è stato iniziato probabilmente prima della rivoluzione francese”, nota Stephan Schlamminger del NIST.
In quei tempi rivoluzionari, i pensatori illuministi odiavano il guazzabuglio di sistemi di misura del mondo – ognuno basato su qualche oggetto casuale, come la lunghezza del piede di un duca locale. La loro visione radicale era quella di creare qualcosa di razionale e universale, dice Schlamminger, notando che il sistema metrico decimale doveva essere “per tutti i tempi; per tutte le persone.”
Questi creatori del sistema metrico decimale lo hanno basato sul globo stesso, con il metro descritto come un 10-milionesimo della distanza dal Polo Nord all’equatore.
Ma, per molto tempo, il metro era letteralmente una barra di metallo in Francia.
Con l’avanzare della fisica, dice Schlamminger, gli scienziati sono stati in grado di liberarsi della barra di metallo e definire il metro in termini di distanza che la luce può percorrere nel vuoto in circa un 300-milionesimo di secondo.
“E questa,” dice Schlamminger, “è l’idea di passare da un artefatto a una costante fondamentale.”
Ora, dopo che i ricercatori hanno passato anni a creare un nuovo elaborato tipo di macchina per pesare chiamata bilancia Kibble, è finalmente il turno del chilogrammo.
In futuro, per vedere se un pezzo di metallo pesa davvero 1 chilogrammo, non dovrà essere portato in volo in Francia e confrontato con Le Grand K. Potrà essere valutato in questo tipo di strumento, utilizzando la costante di Planck.
Schlamminger e due suoi colleghi sono così impegnati a ridefinire il chilogrammo che recentemente si sono fatti tatuare i numeri della costante di Planck.
Jon Pratt del NIST, uno dei ricercatori tatuati, dice che misurare con precisione la costante di Planck è stato difficile, così come convincere il mondo a passare a un nuovo chilogrammo basato su di essa.
“Ci sono stati molti comitati e scazzottate e hemming e hawing su questo,” dice Pratt. “Quindi sapevamo a cosa andavamo incontro. Sapevamo che sarebbe stato doloroso. E tutti eravamo d’accordo che avremmo ottenuto inchiostrato con il numero quando abbiamo fatto.”
Se il voto va come previsto, la nuova definizione del chilogrammo entrerà in vigore in maggio.
Nel frattempo, Le Grand K rimarrà nel suo caveau solitario.
“È un artefatto storico che è stato studiato per 140 anni e manterrà un po ‘di interesse metrologico”, dice il suo custode, il Bureau International des Poids et Mesures, “anche se la sua massa non definirà più il chilogrammo.”
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