fbTrack
REKLAMA
REKLAMA

Nowe technologie

Ile waży kilogram

ROL
Ostatni relikt starej fizyki odchodzi. Naukowcy nie chcą wzorca z Sevres
To jeden z najważniejszych przedmiotów na świecie. Zamknięty w Międzynarodowym Biurze Miar i Wag, przykryty szklanymi kloszami, leży wzorzec kilograma. Walec ze stopu platyny i irydu ma średnicę i wysokość 39 mm. To nie jest tak, że walec waży kilogram. Kilogram waży tyle, ile walec.
To ostatnia podstawowa jednostka miary SI związana z fizycznym przedmiotem (i jedyna, która ma przedrostek kilo). Do tego jest wyjątkowo niestabilna. Zirytowani naukowcy zamierzają wreszcie zastąpić wzorcowy kilogram (tzw. IPK – International Prototype Kilogram) miarą, którą można powtórzyć w dowolnym laboratorium. I która nie będzie się co chwilę zmieniać. Pod koniec października Generalna Konferencja Miar (CGPM) uzgodniła, że potrzebna jest nowa definicja kilograma. I to taka, która oderwie kilogram od przedmiotu w sejfie pod szklanym kloszem.

Utył czy schudł?

Bo wzorcowy kilogram co chwilę się zmienia. To kłopotliwe – ponieważ to walec z Sevres jest wyznacznikiem kilograma i wszystkie inne miary muszą odnosić się do niego – nie wiadomo, czy robi się cięższy czy lżejszy. Wiadomo natomiast, że przechowywany pod szkłem wzorzec coraz bardziej odbiega od swoich kopii umieszczonych w różnych miejscach ma świecie. O ile? Niby niedużo – ok. 50 mikrogramów. To tyle, ile waży małe ziarenko piasku. Ale dla naukowców posługujących się precyzyjnymi instrumentami to poważny problem.
50 mikrogramów – o tyle różnią się pomiary wzorców kilograma. To odpowiednik ziarnka piasku
– Właściwie to nie wiemy, czy kilogram utył czy schudł. Zmiana może brać się z efektów na powierzchni walca, zmian składu gazu pod kloszem albo gromadzących się zanieczyszczeń – mówi Alin Picard, jeden z szefów Międzynarodowego Biura Miar i Wag w Sevres pod Paryżem.
Mimo zabiegów płukania, czyszczenia, odparowania zanieczyszczeń spod klosza, wzorcowy kilogram nie jest niezmienny. Najważniejsza jednostka układu SI (z kilogramem związanych jest kilka innych wartości) nie jest stabilna.
Prawda jest taka: naukowcy nie potrafią tego wytłumaczyć. Inne jednostki podstawowe SI – metr, sekunda, amper, kelwin, mol i kandela są opisywane przez zjawiska fizyczne. Na przykład metr to już nie odległość między kreskami na pręcie z platyny i irydu przechowywanym w Sevres, ale odległość, jaką pokonuje światło w próżni w czasie 1/299 792 458 sekundy. Tylko kilogram – od 1889 roku – powiązany jest z przedmiotem przechowywanym w Sevres. I ta zależność oraz brak stabilności zaczynają naukowców irytować. Już w 2005 roku apelowali o zmianę definicji kilograma. Eksperci wysłuchali ich dopiero kilkanaście dni temu. Decyzję przełożono na 2014 rok.

Policzmy atomy

Jedną z propozycji jest... liczenie atomów izotopu węgla C12. To pozwoliłoby w elegancki sposób połączyć podstawowe wartości fizyczne (i mole) z kilogramem. Problem polega jednak na tym, że obecna metoda liczenia nie daje wcale większej precyzji pomiaru niż tradycyjny i niestabilny wzorzec kilograma z Sevres.
Inny projekt zakłada wykonanie kostki o boku dokładnie 84 446 889 atomów węgla C12. Jak to policzyć z dokładnością przekraczającą pomysł z 1889 roku – nie wiadomo.
Kolejną koncepcją jest wykonanie krzemowej kuli o średnicy dokładnie 93,6 mm. To o tyle łatwiejsze, że czyste kryształy krzemu są powszechnie wykorzystywane w przemyśle elektronicznym – technologia ich wytwarzania jest zatem znana. Obróbka takiej sfery może jednak sprawić trudności. Muszą być najbardziej precyzyjnie wykonanymi ręką człowieka obiektami. Gdyby taką sferę powiększyć do rozmiarów kuli ziemskiej, jej najbardziej wystający fragment mógłby mieć 2,5 metra wysokości.
„Jakiekolwiek zmiany będą miały ogromny wpływ na precyzyjne pomiary prowadzone w laboratoriach" – głosi oficjalny dokument Konferencji.
masz pytanie, wyślij e-mail do autora p.koscielniak@rp.pl
Źródło: Rzeczpospolita
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
NAJNOWSZE Z RP.PL
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA: automatycznie wyświetlimy artykuł za 15 sekund.
REKLAMA
REKLAMA