Koliko kilogram teži? Znanstvenici su stotinama godina istraživali ovaj naizgled jednostavan problem.
Godine 1795. Francuska je proglasila zakon koji je propisivao "gram" kao "apsolutnu težinu vode u kocki čiji je volumen jednak stotinki metra na temperaturi kada se led topi (tj. 0°C)." Godine 1799. znanstvenici su otkrili da je volumen vode najstabilniji kada je gustoća vode najveća na 4°C, pa je definicija kilograma promijenjena u „masa 1 kubičnog decimetra čiste vode na 4°C ”. Time je proizveden originalni kilogram od čiste platine, kilogram je definiran kao jednak njegovoj masi, što se naziva arhivski kilogram.
Ovaj arhivski kilogram korišten je kao mjerilo već 90 godina. Godine 1889. Prva međunarodna mjeriteljska konferencija odobrila je repliku od legure platine i iridija najbližu arhivskom kilogramu kao međunarodni originalni kilogram. Težina "kilograma" definirana je cilindrom od legure platine i iridija (90% platine, 10% iridija), visine i promjera približno 39 mm, a trenutno je pohranjen u podrumu na periferiji Pariza.
Međunarodni originalni kilogram
Od doba prosvjetiteljstva, geodetska zajednica je bila posvećena uspostavi univerzalnog geodetskog sustava. Iako je izvediv način korištenja fizičkog objekta kao referentne vrijednosti za mjerenje, jer fizički objekt lako oštećuju čimbenici koje je stvorio čovjek ili okolišni čimbenici, to će utjecati na stabilnost, a mjerna zajednica je uvijek željela napustiti ovu metodu što prije što je moguće.
Nakon što je kilogram prihvatio međunarodnu originalnu definiciju kilograma, postavlja se pitanje koje metrologe jako brine: koliko je ta definicija stabilna? Hoće li se vremenom mijenjati?
Treba reći da je ovo pitanje postavljeno na početku definicije jedinice mase kilogram. Na primjer, kada je kilogram definiran 1889., Međunarodni ured za utege i mjere proizveo je 7 kilogramskih utega od legure platine i iridija, od kojih je jedan Međunarodni. Izvorni kilogram koristi se za definiranje jedinice mase kilogram, a ostalih 6 utega izrađeni od istog materijala i istog procesa koriste se kao sekundarne referentne vrijednosti za provjeru postoji li međusobno pomicanje tijekom vremena.
U isto vrijeme, s razvojem tehnologije visoke preciznosti, potrebna su nam i stabilnija i preciznija mjerenja. Stoga je predložen plan redefiniranja međunarodne osnovne jedinice s fizikalnim konstantama. Korištenje konstanti za definiranje mjernih jedinica znači da će te definicije zadovoljiti potrebe sljedeće generacije znanstvenih otkrića.
Prema službenim podacima Međunarodnog ureda za utege i mjere, u 100 godina od 1889. do 2014. postojanost kvalitete ostalih originalnih kilograma i međunarodnog originalnog kilograma promijenila se za oko 50 mikrograma. To pokazuje da postoji problem sa stabilnošću fizičke referentne vrijednosti jedinice kvalitete. Iako promjena od 50 mikrograma zvuči malo, ona ima velik utjecaj na neke vrhunske industrije.
Ako se osnovne fizikalne konstante koriste za zamjenu fizičke referentne vrijednosti kilograma, prostor i vrijeme neće utjecati na stabilnost jedinice mase. Stoga je 2005. Međunarodni odbor za utege i mjere izradio okvir za korištenje osnovnih fizikalnih konstanti za definiranje nekih osnovnih jedinica Međunarodnog sustava jedinica. Preporuča se da se Planckova konstanta koristi za definiranje jedinice mase kilograma, a kompetentni nacionalni laboratoriji potiču se da provode srodna znanstvena istraživanja.
Stoga su na Međunarodnoj konferenciji o mjeriteljstvu 2018. znanstvenici glasovali za službeno povlačenje međunarodnog prototipa kilograma i promjenu Planckove konstante (simbol h) kao novi standard za redefiniranje "kg".
Vrijeme objave: 5. ožujka 2021