Koliko kilogram teži? Znanstvenici istražuju ovaj naizgled jednostavan problem stotinama godina.
Godine 1795. Francuska je donijela zakon kojim je „gram“ propisan kao „apsolutna težina vode u kocki čiji je volumen jednak stotinki metra na temperaturi topljenja leda (tj. 0°C)“. Godine 1799. znanstvenici su otkrili da je volumen vode najstabilniji kada je gustoća vode najveća na 4°C, pa se definicija kilograma promijenila u „masa 1 kubnog decimetra čiste vode na 4°C“. Time je dobiven originalni kilogram čiste platine, kilogram koji se definira kao jednak svojoj masi, a naziva se arhivski kilogram.
Ovaj arhivski kilogram koristi se kao mjerilo već 90 godina. Godine 1889., Prva međunarodna konferencija o mjeriteljstvu 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), koji je visine i promjera približno 39 mm, a trenutno se čuva u podrumu na periferiji Pariza.
Međunarodni originalni kilogram
Od doba prosvjetiteljstva, geodetska zajednica posvećena je uspostavljanju univerzalnog geodetskog sustava. Iako je korištenje fizičkog objekta kao referentne vrijednosti mjerenja izvediv način, budući da se fizički objekt lako oštećuje ljudskim ili okolišnim čimbenicima, stabilnost će biti narušena, a mjerna zajednica oduvijek je željela što prije napustiti ovu metodu.
Nakon što kilogram usvoji međunarodnu izvornu definiciju kilograma, postavlja se pitanje koje jako brine metrologe: koliko je ta definicija stabilna? Hoće li se s vremenom promijeniti?
Treba reći da je ovo pitanje postavljeno na početku definicije jedinice mase kilograma. Na primjer, kada je kilogram definiran 1889. godine, 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 kilograma, a ostalih 6 utega izrađenih od istog materijala i istog postupka koriste se kao sekundarne referentne vrijednosti za provjeru postoji li međusobni pomak tijekom vremena.
Istovremeno, s razvojem visokoprecizne tehnologije, potrebna su nam i stabilnija i točnija mjerenja. Stoga je predložen plan za redefiniranje 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., konzistentnost kvalitete ostalih originalnih kilograma i međunarodnog originalnog kilograma promijenila se za oko 50 mikrograma. To pokazuje da postoji problem sa stabilnošću fizičke referentne jedinice kvalitete. Iako promjena od 50 mikrograma zvuči mala, ima veliki utjecaj na neke vrhunske industrije.
Ako se osnovne fizikalne konstante koriste za zamjenu kilograma kao fizičke referentne vrijednosti, stabilnost jedinice mase neće biti pogođena prostorom i vremenom. Stoga je 2005. godine Međunarodni odbor za utege i mjere izradio okvir za korištenje osnovnih fizikalnih konstanti za definiranje nekih osnovnih jedinica Međunarodnog sustava mjernih jedinica. Preporučuje se da se Planckova konstanta koristi za definiranje jedinice mase kilogram, a kompetentni nacionalni laboratoriji potiču se na provođenje srodnih znanstveno-istraživačkih radova.
Stoga su na Međunarodnoj konferenciji o mjeriteljstvu 2018. godine znanstvenici glasali za službeno ukidanje međunarodnog prototipa kilograma i promijenili Planckovu konstantu (simbol h) kao novi standard kako bi redefinirali „kg“.
Vrijeme objave: 05.03.2021.