Paljonko on kilo? Tässä tulee uusi tapa mitata se
Toistaiseksi metallisylinterin massa lukossa Ranskassa. Nyt se määritellään uudelleen fysiikan vakion perusteella.
Le Grand K:n kopio BIPM:ssä Ranskassa. Lieriömäinen metallipala, joka on ollut kilogramman standardi vuodesta 1889, menettää tämän aseman. (Reutersin valokuva) Kuinka paljon on kilo? Vuosisatojen ajan se on määritelty ja määritelty uudelleen, ja standardi on ollut käytössä vuodesta 1889. Platina-iridium-sylinteri, jota kutsutaan nimellä Le Grand K, on lukittu purkkiin Kansainvälisessä paino- ja mittatoimistossa (BIPM) Sèvresissä, lähellä Pariisia. Lähes 130 vuoden ajan tämän sylinterin massa on ollut kansainvälinen kilon standardi.
Lue tämä tarina bengaliksi
Ei enää. Perjantaina 60 maan edustajat äänestivät Versaillesissa Ranskassa SI:n eli kansainvälisen yksikköjärjestelmän uudelleenmäärittelyn puolesta. Kilogrammi, massan SI-yksikkö, on yksi neljästä perusyksiköstä, jotka määritellään uudelleen. Muut ovat ampeeri (virta), Kelvin (lämpötila) ja mooli (aineen määrä). Kilon määritelmä perustuu nyt fysiikan käsitteeseen, jota kutsutaan Planckin vakioksi. Muutokset astuvat voimaan 20.5.2019. Miksi perusyksiköt määritellään uudelleen? Koska tiedemiehet haluavat luoda mittausjärjestelmän, joka perustuu kokonaan luonnon muuttumattomiin perusominaisuuksiin. Le Grand K, kansainvälinen prototyyppi kilogramma, on viimeinen fyysinen esine, jota käytetään määrittelemään SI-yksikkö. Se on kaukana muuttumattomasta – se pölyytyy ja siihen vaikuttaa ilmakehä, ja puhdistettuina se on alttiina muutoksille, oli muutos kuinka pieni tahansa.
Toisaalta Planck-vakio on juuri se vakio, joskin monimutkainen - se on määrä, joka suhteuttaa valohiukkasen energian sen taajuuteen. Se kuvataan yksikössä, jossa on sisäänrakennettu kilogramma. Perusyksikköjä on seitsemän. Joka toinen mittayksikkö voidaan johtaa yhdestä tai useammasta näistä seitsemästä yksiköstä: nopeuden yksikkö, esimerkiksi matkan ja ajan yksiköissä olevat tekijät. Vaikka neljää perusyksikköä, mukaan lukien kilogramma, määritellään uudelleen, loput kolme perustuvat jo luonnon muuttumattomiin ominaisuuksiin. Nämä ovat toinen (aika), mittari (etäisyys) ja kandela (valovoimakkuus, valon kirkkauden mitta).
Mittausstandardit
Ihmiskunta omaksui mittaustieteen tuhansia vuosia sitten eri sivilisaatioiden johtaessa omat yksikkönsä. Esimerkiksi intialainen ajanmittaus on laajalti tunnustettu maailman vanhimmaksi. Vasta vuonna 1875 BIPM:n luomisen myötä mittausta alettiin standardoida kansainvälisesti. 60 maan kesken allekirjoitettiin sopimus nimeltä Meter Convention, joka johti kansainvälisiin standardeihin. BIPM raportoi yleiselle paino- ja mittakonferenssille (CGPM), jolle
Intiasta tuli allekirjoittaja vuonna 1957. SI-järjestelmä otettiin käyttöön vuonna 1960. Alkuperäiset määritelmät perusyksiköille olivat mutkattomia. Vuoteen 1875 asti mittari määriteltiin 1/10 miljoonaksi pohjoisnavan ja päiväntasaajan välisestä etäisyydestä. Mittariyleissopimus hyväksyi standardin esineen (myöhemmin hylätty) – Pariisissa säilytetyn platinatangon,
kansainvälinen prototyyppimittari. Mittarista saa senttimetrin, senttimetristä puolestaan litran. Ennen Le Grand K:ta kilogramma määriteltiin yhden litran vesimassaksi jäätymispisteessä.
Toinen perustui alun perin vuorokauden pituuteen 24 tuntia; vuonna 1956 standardi asetettiin murto-osaan aurinkovuodesta.
Vasta 1900-luvun puolivälissä alettiin omaksua monimutkaisempia määritelmiä.
Uudet määritelmät
Vuodesta 1967 lähtien toinen on määritelty ajaksi, joka kuluu tietyn energiamäärän vapautumiseen cesium-133-atomeista säteilynä. Tästä tuli kaikkien ajan mittausten perusta, ja sitä käytetään atomikelloissa.
Kun toinen oli määritelty, mittari loksahti paikoilleen. Tämä perustui toiseen yleisvakioon: valonnopeuteen. Nykyään mittari määritellään matkaksi, jonka valo kulkee tyhjiössä 1/299 792 458 sekunnissa (joka on jo määritelty). Kilo tulee seuraavaksi. Planck-vakio, johon se perustuu, mitataan yleensä joulesekunteina, mutta se voidaan ilmaista myös kilogrammoina neliömetriä sekunnissa, fyysikko Kevin Pimbblet selittää The Conversationin artikkelissa. Tiedämme, mitä sekunti ja metri ovat muista määritelmistä. Joten lisäämällä nämä mittaukset ja tarkka tieto Planckin vakiosta, voimme saada uuden, erittäin tarkan kilogramman määritelmän, Pimblet kirjoittaa.
Auttaako kaikki tämä uudelleenmäärittely todella tiedettä? Itse asiassa toisen määritelmän uusi määritelmä auttoi helpottamaan viestintää kaikkialla maailmassa tekniikoiden, kuten GPS:n ja Internetin, avulla. Samalla tavalla, Reutersin raportti huomauttaa, … asiantuntijat sanovat, että kilon muutos on parempi tekniikan, vähittäiskaupan ja terveyden kannalta – vaikka se ei todennäköisesti muuta kalan hintaa paljon.
(Tämä raportti, alun perin lähetetty perjantaina, päivitettiin äänestyksen jälkeen)
Jaa Ystäviesi Kanssa:
