Coraz bliżej nowego wzorca kilograma

| Astronomia/fizyka

Liczący sobie 127 wzorzec kilograma to ostatni fizyczny wzorzec Międzynarodowego Układu Jednostek Miar. Niewielki walec z platyny i irydu przechowywany jest w zamkniętym pomieszczeniu pod trzema szklanymi słojami, spod których wypompowano powietrze. Najmniejsza ilość zabrudzeń może doprowadzić do zmian wagi wzorca. Dlatego też jest on wyjmowany raz na 40 lat, by można było porównać jego wagę z innymi prototypami. Mimo tak pieczołowitych zabiegów nie można stwierdzić, czy np. wzorzec nie utracił wagi lub też czy kopie na wadze nie przybrały wskutek zabrudzeń.

Stephan Schlamminger, fizyk z amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardów i Technologii mówi, że poleganie na fizycznym wzorcu kilograma to poważny problem dla współczesnej nauki. Wiele technologii jest bowiem zależnych od precyzyjnego pomiaru kilograma. Dlatego też specjaliści od dziesięcioleci pracują nad przedefiniowaniu kilograma w oparciu o stałe fizyczne. To pozwoliłoby na bardziej precyzyjne pomiary i łatwiejszy dostęp do wzorca.

Schlamminger poinformował niedawno, że wraz ze swoim zespołem zbliżył się do zdefiniowania kilograma w oparciu o stałą Plancka. Naukowcy wykorzystali w tym celu technikę balansowania wata. Na jednym końcu specjalnej wagi umieścili ciężar o znanej masie, a na drugim zrównoważyli go przepuszczając prąd przez cewkę zawieszoną w polu magnetycznym. W ten sposób byli w stanie wykorzystać siłę elektromagnetyczną do pomiaru stałej Plancka z dokładnością do 34 części na miliard. Zanim jednak propozycja Schlammingera zostanie przyjęta taki sam wynik muszą uzyskać inne niezależne zespoły naukowe. Mają na to czas do lipca przyszłego roku. W 2018 roku odbędzie się Generalna Konferencja Wag i Miar, podczas której zostaną zweryfikowane propozycje różnych zespołów naukowych pracujących nad nową definicją kilograma.

Stała Plancka, według pomiarów zespołu Schlammingera wynosi 6,62606983x10-34 kg m2/s, a niepewność pomiaru to 0,00000022x10-34 kg m2/s czyli wspomniane już 34 części na miliard.

Amerykanie nie są jedynymi, którzy pracują nad nową definicją kilograma. Australijczycy z CSIRO od lat proponują, by wzorzec oprzeć o liczbę atomów w krzemowych kulach.

kilogram wzorzec miary wagi stała Plancka