Say Au Revoir to That Hunk of Metal In France That Has Defined The Kilogram

Wykuty w 1879 roku i usankcjonowany przez Generalną Konferencję Miar i Wag na jej pierwszym posiedzeniu, Le Grand K, międzynarodowy prototyp kilograma, był przechowywany pod kluczem w skarbcu pod Paryżem. BIPM hide caption

toggle caption

BIPM

Wykuty w 1879 roku i usankcjonowany przez Generalną Konferencję Miar i Wag na jej pierwszym posiedzeniu, Le Grand K, międzynarodowy prototyp kilograma, jest przechowywany pod kluczem w skarbcu pod Paryżem.

BIPM

Updated at 8:40 a.m. ET, piątek

Głosowanie nad zmianą definicji kilograma było, zgodnie z oczekiwaniami, jednogłośne, z przedstawicielami ponad 50 krajów, którzy powiedzieli „tak” lub „oui” na historycznym spotkaniu w Wersalu we Francji.

Bill Phillips, laureat Nagrody Nobla z Narodowego Instytutu Standardów i Technologii w Maryland, powiedział zgromadzonym delegatom, że oparcie oficjalnej definicji kilograma na kawałku metalu trzymanym w skarbcu było „sytuacją, która jest wyraźnie nie do przyjęcia.”Powiedział, że w XXI wieku, kontynuowanie definiowania międzynarodowej jednostki masy przy użyciu przedmiotu wykonanego w XIX wieku jest „skandaliczne.”

Jego koledzy wyraźnie się zgodzili, ponieważ żaden kraj nie głosował za utrzymaniem starej definicji.

Original post:

Świat ma zamiar powiedzieć au revoir Le Grand K, cylindrowi z platyny i irydu, który od dawna królował w światowym systemie pomiaru masy.

Le Grand K został wykuty w 1879 roku i jest przechowywany w zamkniętym skarbcu pod Paryżem – czczony i trzymany pod kluczem, ponieważ jego masa, nieco ponad 2 funty, jest oficjalną definicją kilograma.

Ale to się wkrótce zmieni. W piątek, międzynarodowa Generalna Konferencja Miar i Wag spotka się w Wersalu, we Francji, aby głosować nad tym, czy ponownie zdefiniować kilogram.

Głosowanie ma być jednomyślne, co jest czystą formalnością po latach pracy. Idąc dalej, światowy system pomiaru masy nie będzie oparty na jakimś specjalnym kawałku metalu, ale raczej na niezmiennych cechach wszechświata – takich jak prędkość światła, czas i stała Plancka, liczba, która pomaga naukowcom określić energię fotonu światła, biorąc pod uwagę jego długość fali. (Przybliżona wartość liczbowa stałej Plancka wynosi 6,626 x 10-34 dżula-sekundę.)

„To fantastyczne! To jest wspaniałe! To tworząca się historia” – zachwyca się Zeina Kubarych z National Institute of Standards and Technology w Maryland, który specjalizuje się w nauce o pomiarach.

„Zmieniamy system realizacji masy, który mamy od 129 lat” – mówi. „To ogromne wydarzenie.”

Kubarych pracuje w bezpiecznym, kontrolowanym klimatycznie laboratorium w NIST, które mieści parę przysadzistych metalowych cylindrów, każdy pod – nie jednym, ale dwoma – staromodnymi, szklanymi dzbanami. Stany Zjednoczone otrzymały te oficjalne duplikaty Le Grand K po podpisaniu Traktatu Meter w 1875 roku.

„To są nasze krajowe standardowe kilogramy”, wyjaśnia Kubarych. „To właśnie ich używamy jako podstawy naszego systemu masowego rozpowszechniania w Stanach Zjednoczonych.”

Te zabytkowe artefakty są bardzo ważne dla każdego, kto musi dokonywać porównań, aby upewnić się, że ich precyzyjne pomiary nie odbiegają od normy. Obejmuje to państwowe laboratoria pomiarowe, które testują i certyfikują wagi używane w sklepach i firmach farmaceutycznych, jak również wagi używane przez producentów samolotów i przyrządów naukowych.

„To obejmuje większość sektorów amerykańskiego przemysłu”, mówi Kubarych.

Narodowe oficjalne kilogramy są tak cenne, że „nie dotykamy ich”, mówi Kubarych.

W zamian za to metalowe artefakty są ostrożnie zbierane specjalnym narzędziem owiniętym w bibułę filtracyjną – aby uniknąć pozostawienia drobnych zadrapań lub odcisków palców, które mogłyby zakłócić pomiar wagi.

I to jest właśnie wielki problem z oparciem systemu pomiarowego na porównywaniu kawałków metalu. Jeśli Le Grand K stanie się cięższy lub lżejszy – lub zaabsorbuje atomy czegoś z powietrza – definicja kilograma dosłownie się zmieni.

Naukowcy wierzą, że coś takiego miało miejsce, ponieważ Le Grand K wydaje się teraz ważyć nieco mniej niż jego oficjalne kopie.

Może te drobne fluktuacje nie miałyby znaczenia dla przeciętnej osoby kupującej, powiedzmy, kawę na wagę w supermarkecie. Ale naukowcy rozpaczają na myśl o próbach zrozumienia rzeczywistości za pomocą pomiarów, które ciągle się zmieniają.

Redefiniowanie kilograma oznacza, że naukowcy „dokończą coś, co zostało rozpoczęte prawdopodobnie przed Rewolucją Francuską”, zauważa Stephan Schlamminger z NIST.

W tamtych rewolucyjnych czasach oświeceniowi myśliciele nienawidzili światowego zlepku systemów pomiarowych – każdy z nich opierał się na jakimś przypadkowym obiekcie, takim jak długość stopy lokalnego księcia. Ich radykalna wizja polegała na stworzeniu czegoś racjonalnego i uniwersalnego, mówi Schlamminger, zauważając, że system metryczny miał być „dla wszystkich czasów; dla wszystkich ludzi.”

Pomysłodawcy systemu metrycznego oparli go na samej kuli ziemskiej, z metrem opisanym jako jedna dziesięciomilionowa część odległości od bieguna północnego do równika.

Ale przez długi czas metr był dosłownie metalowym prętem we Francji.

W miarę rozwoju fizyki, mówi Schlamminger, naukowcy byli w stanie pozbyć się metalowego pręta i zdefiniować metr w kategoriach odległości, jaką światło może przebyć w próżni w około jednej 300-milionowej części sekundy.

„I to”, mówi Schlamminger, „jest pomysł przejścia od artefaktu do fundamentalnej stałej.”

Teraz, po latach spędzonych przez naukowców na tworzeniu nowego rodzaju wagi zwanej wagą Kibble, przyszła kolej na kilogram.

W przyszłości, aby sprawdzić, czy kawałek metalu naprawdę waży 1 kilogram, nie trzeba będzie lecieć do Francji i porównywać go z Le Grand K. Można go ocenić w tego typu urządzeniu, używając stałej Plancka.

Schlamminger i dwaj jego koledzy są tak oddani ponownemu zdefiniowaniu kilograma, że niedawno zrobili sobie tatuaże przedstawiające liczby stałej Plancka.

„Było wiele komitetów, walk i bijatyk” – mówi Pratt. „Wiedzieliśmy więc, co nas czeka. Wiedzieliśmy, że będzie to bolesne. I wszyscy zgodziliśmy się, że dostaniemy tusz z numerem, kiedy to zrobimy.”

Jeśli głosowanie pójdzie zgodnie z oczekiwaniami, nowa definicja kilograma wejdzie w życie w maju.

W międzyczasie, Le Grand K pozostanie w swoim samotnym skarbcu.

„Jest to historyczny artefakt, który był badany przez 140 lat i zachowa odrobinę zainteresowania metrologicznego”, mówi jego opiekun, Bureau International des Poids et Mesures, „nawet jeśli jego masa nie będzie już definiować kilograma.”

„Jest to historyczny artefakt, który był badany przez 140 lat i zachowa odrobinę zainteresowania metrologicznego”, mówi jego opiekun, Bureau International des Poids et Mesures, „nawet jeśli jego masa nie będzie już definiować kilograma.