Mennyibe kerül egy kilogramm? Itt egy új módszer a mérésére

Eddig egy fémhenger tömegét zárták le Franciaországban. Most egy fizikai állandó alapján újradefiniálva.

A Le Grand K másolata a franciaországi BIPM-en. A hengeres fémdarab, amely 1889 óta a kilogramm szabványa, elveszíti ezt a státuszt. (Reuters fotó)

Mennyi egy kilogramm? Az évszázadok során meghatározták és újradefiniálták, 1889 óta érvényben lévő szabvány. A Le Grand K névre keresztelt platina-iridium hengert egy korsóba zárják a Sèvres-i Nemzetközi Súly- és Mértékhivatalnál (BIPM), Párizs közelében. Közel 130 éve ennek a hengernek a tömege a kilogrammra vonatkozó nemzetközi szabvány.

Olvassa el ezt a történetet bengáli nyelven

Többé nem. Pénteken 60 ország képviselői szavaztak a franciaországi Versailles-ban az SI, vagyis a Nemzetközi Mértékegységrendszer újradefiniálásáról. A kilogramm, a tömeg SI mértékegysége, egyike annak a négy alapvető mértékegységnek, amelyeket újradefiniálnak, a többi az amper (áram), a Kelvin (hőmérséklet) és a mol (anyagmennyiség). A kilogramm meghatározása mostantól a Planck-állandónak nevezett fizikakoncepción fog alapulni. A változások 2019. május 20-án lépnek életbe. Miért kell újradefiniálni az alapegységeket? Mert a tudósok olyan mérési rendszert akarnak létrehozni, amely teljes mértékben a természet változatlan alapvető tulajdonságain alapul. A Le Grand K, a kilogramm nemzetközi prototípus az utolsó fizikai objektum, amelyet az SI-mértékegység meghatározására használnak. Korántsem változatlan – porosodik, és a légkör befolyásolja, és ha megtisztítják, érzékeny a változásra, akármilyen apró is a változás.

A Planck-állandó viszont éppen ez, állandó, ha összetett is - ez egy olyan mennyiség, amely a fényrészecske energiáját a frekvenciájához viszonyítja. Olyan mértékegységben van leírva, amelybe bele van építve a kilogramm. Hét alapvető egység van. Minden más mértékegység származtatható a hét mértékegység közül egy vagy több közül: a sebesség mértékegysége, például a távolság és az idő mértékegységei. Míg az alapvető mértékegységek közül négyet, köztük a kilogrammot is újradefiniálják, a másik három már a természet változatlan tulajdonságain alapul. Ezek a második (idő), a mérő (távolság) és a kandela (fényerősség, a fényerősség mértéke).

Mérési szabványok

Az emberiség már évezredekkel ezelőtt magáévá tette a mérés tudományát, és a különböző civilizációk saját mértékegységeket hoztak létre. Az indiai időmérés például széles körben elismert a világ legrégebbi mérése. Csak 1875-ben, a BIPM létrehozásával kezdték el a mérést nemzetközileg szabványosítani. A Meter Convention nevű szerződést 60 ország írta alá, amely nemzetközi szabványokhoz vezetett. A BIPM a Súlyok és Mértékek Általános Konferenciájának (CGPM) tesz jelentést, amelynek

India 1957-ben csatlakozott az aláíróhoz. Az SI-rendszert 1960-ban fogadták el. A legalapvetőbb mértékegységek eredeti meghatározásai egyszerűek voltak. 1875-ig a mérőt az Északi-sark és az Egyenlítő közötti távolság 1/10 milliójaként határozták meg. A mérőegyezmény szabványos műtárgyat fogadott el (később eldobták) – egy Párizsban őrzött platinarudat, a

nemzetközi prototípus mérő. A méterből a centiméter, a centiből viszont a liter. A Le Grand K előtt a kilogrammot egy liter víz tömegeként határozták meg fagyásponton.

A második kezdetben egy 24 órás nap hosszán alapult; 1956-ban a szabványt a szoláris év töredékére határozták meg.

Csak a 20. század közepén kezdték el alkalmazni az összetettebb definíciókat.

Az új meghatározások

1967 óta a másodikat úgy határozták meg, mint azt az időt, amely alatt bizonyos mennyiségű energia szabadul fel sugárzásként a cézium-133 atomjaiból. Ez lett minden időmérés alapja, és ezt használják az atomórákban.

A második meghatározása után a mérő a helyére került. Ennek alapja egy másik univerzális állandó: a fénysebesség. Ma a mérőt a fény által vákuumban megtett távolságként definiálják 1/299 792 458 másodpercben (ami már meg van határozva). A kilogramm következik. Az alapul szolgáló Planck-állandót általában joule másodpercben mérik, de ez kifejezhető kilogramm négyzetméter per másodpercben is – magyarázza Kevin Pimblet fizikus a The Conversation cikkében. A többi definícióból tudjuk, hogy mi a másodperc és a méter. Tehát ezeket a méréseket összeadva a Planck-állandó pontos ismeretével a kilogramm új, nagyon pontos definícióját kaphatjuk – írja Pimblet.

Valóban segíti ez az újrafogalmazás a tudományt? A második új meghatározása valóban megkönnyítette a kommunikációt az egész világon olyan technológiákon keresztül, mint a GPS és az internet. Ugyanígy, a Reuters jelentése megjegyzi, … szakértők szerint a kilogramm változása jobb lesz a technológia, a kiskereskedelem és az egészségügy szempontjából – bár valószínűleg nem fogja sokat változtatni a hal árán.

(Ezt a jelentést, amelyet eredetileg pénteken töltöttek fel, a szavazás után frissítették)

Oszd Meg A Barátaiddal: