Utrka za ponovno određivanje kilograma

U Parizu, iza vrata trezora kojima su potrebna tri ključa za otključavanje, nalazi se najdragocjenije grumen platine-iridija na svijetu. Za povremenog promatrača, teško je dodijeliti novčanu vrijednost paušalnom iznosu, ali za skupinu znanstvenika to je praktički neprocjenjiva hrpa metala koja daje zlato za njegovu vrijednost.

Naposljetku, ova kvržica čini nevjerojatno važan posao kao standard za kilogram. Meñutim, međunarodna skupina istraživača teško radi na redefiniranju kilograma i čini ovu vrijednu stavku zastarjelom.

"Artefakt kilograma zapravo je zaista divna stvar", kaže Alan Steele, glavni metrolog u Nacionalnom istraživačkom vijeću Kanade. "Ali to nije temeljno, nije osnovno - to je samo stvar, i ako se nešto dogodi toj stvari, mi ćemo biti u nevolji."

Steele je dio grupe koja se križara da redefinira kilogram. Njegova težina se ne bi promijenila - da je dojilja još uvijek prilično na oko £ 2 - ali Steele i njegovi kolege smatraju da je krajnje vrijeme za masovno ažuriranje, ono koje se temelji na "temeljnoj konstanti" - inherentnoj univerzalnoj imovini, sličnoj nešto poput brzine svjetlosti - umjesto toga.

Prije nego što pomislite da je kilogramski križarski rat djelo nekolicine ludih znanstvenika, nije. Ažuriranje zahtijeva "znanstveno istraživanje", kaže Steele, jer definiranje jedinice na temelju temeljnih konstanti zahtijeva tri eksperimenta, u dvije različite metode, u više zemalja. Nevjerojatno je teško postići konsenzus u sva tri eksperimenta u oba sustava. "Ovo su samo stvarno lijepi eksperimenti, s velikim, lako razumljivim konceptima", kaže on, "ali čovjek je vrag u detaljima."

Utvrđivanje načina mjerenja kilograma zahtijeva definiranje temeljne konstante - poznate među fizičarima kao "Planckovu konstantu" - u neizvjesnosti od 50 dijelova na milijardu. Na engleskom? To je lijepo, lijepo, prilično točno. Neki kemijski laboratoriji to mjere izračunavanjem broja atoma u silikonskoj sferi kilograma. Drugi pak koriste fizikalni pristup, koristeći uređaj zvan Kibble ravnoteža, koji koristi energiju i električne konstante za izvođenje mjerenja. Trik je u tome da se pristupi kemije i fizike definiraju prema Planckovoj konstanti koja se mora podudarati - a izrada ekvivalenta sustava nikada se nije dogodila.

Redefiniranje naših mjernih jedinica je "događaj koji se vjerojatno događa jednom u životu", kaže Stephan Schlamminger, fizičar s Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju. Njegov tim je dobio mjerenje Planckove konstante s pogreškom od 34 dijela na milijardu (u znanosti, što je pogreška manja, to bolje, tako da 34 dijela na milijardu definitivno je dobar znak u usporedbi s industrijskim prihvaćenim maksimumom od 50 dijelova na milijardu).). Do sada postoji međunarodni konsenzus o broju, a Schlamminger se nada da će se približiti savršenstvu s pogreškom od 20 dijelova na milijardu do 1. srpnja 2017. godine, kada će Međunarodni ured za utege i mjere prikupiti sva mjerenja koja će biti uključena u međunarodnog prosjeka. Nakon što se sve to dogodi, konačni broj će se raspravljati i glasovati u studenom 2018. godine.

“Za krajnjeg korisnika, prijelaz će biti besprijekoran; nećete znati razliku ", kaže Schlamminger o promjeni. Ali za znanstvenu zajednicu, redefiniranje tih jedinica bit će od neprocjenjive vrijednosti, pretvarajući tu kvržicu u Parizu kao simbol novog razumijevanja temeljnih mjerenja svemira - a to je pravo hvalisanje koje većina kvržica nema.