Hétfőtől új kilogrammra ébredünk

Az SI-mértékegységek közül a kilogramm volt az utolsó, aminek a számítását nem egy természeti állandóhoz, vagyis olyan dologhoz viszonyították, ami a jelenlegi tudásunk szerint sosem változik meg, hanem egy referenciatárgyhoz. Ez a Le Grand Kilo, amit Párizsban őriztek, és használtak fő viszonyítási ponthoz. Természetesen van néhány másolata is, hogy ne kelljen állandóan Párizsba szaladgálni, ha egy mérleggyárnak mondjuk hitelesített kilogrammra van szüksége, de ez sem segít azon a tényen, hogy amiatt, hogy egy fizikai tárgyhoz viszonyít mindenki, valójában elég tudománytalan a dolog. Hiszen óhatatlanul pontatlan az egész.

Tudósok már legalább nyolc éve dolgoznak azon, hogy valamilyen módon tudományos alaposságúra hozzák a kilogramm számítását, ha már az összes többi mértékegységnél összejött a dolog. A kilogrammhoz hasonlóan kitartó volt a méterrúd, amit csak 1983-ban cseréltek le fizikai állandóra.

A kilogramm számításának az alapja a Planck-állandó lett, ebben viszonylag hamar megegyezett a tudományos világ. A Planck-állandóval viszont az a baj, hogy nagyon kicsi szám, ezért nehéz vele számolni. A Planck-állandó a tömeg és az elektromosság kapcsolatának meghatározására szolgáló mérőszám, ezért alkalmas arra, hogy definiálják vele az egy kilogrammot. A kérdés csak az volt, hogy hogyan.

Az elektromágnesek erőt generálnak, ez az erő emeli fel a mágnes alá helyezett fémeket. Ennek az erőnek a nagysága, így az is, hogy mekkora tömeget képes megmozgatni, attól függ, hogy milyen nagyságú elektromos áram halad át a mágnes tekercseiben. A kilogramm tehát meghatározható az elektromos áram viszonylatában.

A hogyan az lett végül, hogy egy Bryan Kibble nevű tudós iszonyú precíz mérleget talált ki, ami később a Kibble-mérleg nevet kapta, amivel évek alatt kellően pontosan meg tudták mérni a Planck-állandót. 

Az új definíció szerint a kilogramm a másodperc és a méter definíciói alapján meghatározható, és mivel ezek is fizikai állandókhoz vannak kötve, így bárki előtt ott van az elvi lehetőség arra, hogy meg tudja határozni a kilogrammot, nem kell a világ különféle pontjaira szaladgálni egy fémdarabért, ami ráadásul nem is biztos, hogy tényleg egészen pontosan olyan nehéz, mint egy másik etalondarab.

Május 20-án tartják a metrológiai világnapot, annak örömére, hogy 1875-ben ezen a napon írták alá a néhány évvel korábban megbukó III. Napóleon uralkodásának talán legfontosabb eredményét: a méteregyezményt. Ez volt az a pillanat, amikor az emberiség rálépett arra az ösvényre, hogy közös mértékegységrendszerben kezdjen el gondolkozni, aminek a vége az SI-rendszer megszületése lett.

Az idei jeles napon három másik mértékegység is finomodik: az amperé, a kelviné és a mólé. A mindennapokra se a kilogramm, se ezek változása nem lesz hatással. A kilogramm elszakítása az eddigi fizikai mintájától viszont a tudomány számára forradalmi lépés, amely sokkal pontosabb számításokat tesz majd lehetővé.

(Vox)