De ce în 2019 un kilogram nu va mai cântări ... un kilogram

Kilogramul
Kilogramul (Getty Images)

Sistemul internaţional de unităţi (SI) conţine şapte unităţi fundamentale: metrul, kilogramul, secunda, amperul, kelvinul, molul şi candela. Din luna noiembrie 2018, kilogramul, amperul, kelvinul şi molul urmează să fie redefinite la Conferinţa generală privind greutăţile şi unităţile de măsură (General Conference on Weights and Measures - CGPM), aceasta reprezentând cea mai mare revizuire efectuată de către SI de la înfiinţarea sa în 1960.

Scopul acestei revizuiri este de a defini aceste unităţi în raport cu constantele fundamentale şi nu arbitrare aşa cum a fost până acum.

Această decizie a fost adoptată de curând în cadrul unei reuniuni la Paris, Franţa.

Cu toate că aceste modificări nu vor afecta oamenii, sunt de mare importanţă pentru cercetarea ştiinţifică care necesită un nivel ridicat de precizie în calcule.

Noul sistem, care va intra în vigoare din luna mai 2019, va permite cercetătorilor să efectueze mai multe experimente pentru a relaţiona unităţile de măsură cu constantele.

Noul kilogram

Kilogramul este singura unitate fundamentală formată cu ajutorul unui prefix. Astfel, deşi conform prefixului kilo un kilogram este 1.000 grame, nu gramul este considerat unitatea fundamentală, ci kilogramul.

Iniţial, kilogramul a fost definit ca fiind masa unui decimetru cub (1 dm³) de apă distilată la temperatura de 4 °C şi presiune atmosferică normală. Dar deoarece definiţia presiunii face apel la unitatea de măsură pentru masă („cerc vicios”), din punct de vedere formal aceasta nu e o definiţie corectă. Definiţia corectă pentru kilogram este masa etalonului, păstrat din 1889 într-un seif de la Biroul de Măsuri şi Unităţi din Sevres, Franţa.

Dar acest kilogram original a pierdut 50 micrograme într-un secol.

Acest lucru se datorează faptului că obiectele pot pierde cu uşurinţă atomi sau pot absorbi molecule din aer, deci folosirea unuia pentru a defini o unitate SI este complicată.

Deoarece toate cântarele din lume sunt în conformitate cu acest kilogram original, atunci când calculează greutatea o fac în mod incorect.

În viaţa de zi cu zi nu sunt importante aceste diferenţe minime, dar contează în calculele ştiinţifice care necesită o precizie extremă.

Noua unitate va fi măsurată cu scara watt sau Kibble, un instrument care permite compararea energiei mecanice cu cea electromagnetică folosind două experimente separate.


Kibble balance sau watt balance
Kibble balance sau watt balance (Wikipedia.org)

Acest mod de măsurare a kilogramului nu se modifică şi nici nu se poate deteriora sau pierde, aşa cum se poate întâmpla în cazul unui obiect fizic.

În plus, o definiţie bazată pe o constantă - şi nu pe un obiect - ar face ca măsura exactă a kilogramului, cel puţin în teorie, să fie disponibilă pentru oricare persoană de pe planetă, şi nu numai pentru cei care au acces la kilogramul original din Franţa.

Amperul

Se va schimba, de asemenea, modul de definire a amperului - unitatea de măsură pentru intensitatea curentului electric. Acesta va fi măsurat cu ajutorul unei pompe electronice care generează un curent măsurabil, în care electronii pot fi măsuraţi individual.

Kelvinul

Kelvin este unitatea fundamentală de măsură pentru temperatură în SI. Scara Kelvin este scara de temperatură termodinamică (absolută) unde temperatura de zero absolut (0 K) este cea mai scăzută temperatură posibilă, nimic neputând fi răcit mai mult, iar în substanţă nu mai există energie sub formă de căldură.

Kelvinul va fi definit pornind de la noul sistem cu termometrie acustică. Această tehnică permite determinarea vitezei sunetului într-o sferă umplută cu gaz la o temperatură fixă.

Molul

Molul (numit şi moleculă-gram atunci cînd se referă la molecule) este unitatea de măsură fundamentală în SI a cantităţii de substanţă. Molul este definit în prezent ca fiind cantitatea de substanţă dintr-un sistem care conţine un număr de entităţi elementare egal cu numărul de atomi din 12 grame de carbon-12.

În viitor, va fi redefinit cu un instrument care determină cantitatea exactă de atomi ce se află într-o sferă perfectă de siliciu pur-28.

Dacă v-a plăcut acest articol, vă invităm să vă alăturaţi, cu un Like, comunităţii de cititori de pe pagina noastră de Facebook.

alte articole din secțiunea Știință