Standardowa masa kilograma poddana w wątpliwość

Wzorcowy kilogram, przechowywany we Francji od ponad jednego już wieku, być może zmienił swoją wagę z biegiem czasu. Jednakże, ciężko go zastąpić. Na szczęście, międzynarodowa konferencja, która właśnie się odbyła, postarała się rozwiązać ten problem.

Już od ponad dziesięciu lat wielu naukowców na całym świecie pochyla się nad tym pytaniem: w jaki sposób uzyskać stabilny kilogram, który stanie się wagą odniesienia, nieomylną w dodatku? Jedyne rozwiązanie, jak się zdaje, to nowa definicja kilograma, niezależna od jakiegokolwiek przedmiotu fizycznego.

W rzeczywistości, na dzień dzisiejszy, przedmiot, który reprezentuje "TEN kilogram", pochodzi z 1889 roku. Chodzi tutaj o cylinder o 39-milimetrowej średnicy, złożony w 90% z platyny i w 10% z irydu. Schowany pod trzema szklanymi kloszami, które same są umieszczone w sejfie w Sevres, blisko Paryża, ten standardowy kilogram zmienił jednak swoją masę z biegiem lat, z biegiem dni...

Różnica ma wynosić około 50 mikrogramów (tysięczna część grama) między międzynarodowym prototypem kilograma i średnią jego sześciu kopii, oficjalnie stworzonych w tej samej epoce. To blisko 0,5 mikrograma na rok, mówi Alain Picard, dyrektor departamentu wagi w Międzynarodowym Biurze Wag i Miar (Bureau international des poids et mesures , BIPM).

Aktualnie, z definicji, międzynarodowy prototyp, prezentuje jednostkę masy i wynosi dokładnie jeden kilogram, „ale nie wiemy, czy przytył on, czy też schudł”, wyjaśnia obrazowo Alain Picard dla Agence France Presse, przywołując jednocześnie „działania powierzchniowe”, które mogą wyjaśniać niewielkie stwierdzone zmiany. 

Żadnej zmiany przed 2014

Ten wzorzec kilograma nie jest dość stabilny, aby mógł w dalszym ciągu pozostawać odniesieniem, dlatego też badacze poszukują lepszej definicji jednostki masy. Tak się zresztą stało już w przypadku metra w 1960 roku, a później znów w 1983 roku.

Istnieją dwa systemy, które pozwalają zdefiniować na nowo kilogram. Z jednej strony, jest to metoda Avogadro: liczymy liczbę atomów, które istnieją w sferze z krzemu o masie 1 kg, wyjaśnia Alain Picard. Z drugiej strony, waga „watt balance”.

Na świecie istnieje jedynie pięć egzemplarzy tego bardzo złożonego urządzenia, zdolnego do powiązania wagi Plancka oraz kilogramu. Może ono porównać siłę mechaniczną z siłą elektryczną.

Ale nie wszyscy naukowcy są zgodni w tej kwestii: 170 mikorgramów niezgodności dokładnie utrzymuje się dla wartości 1 kilograma. Nie zmienimy definicji, dopóki nie będzie rozwiązania, podkreśla Alain Picard.

W czasie już 24 spotkania w Paryżu w październiku, generalna konferencjia Wag i Miar (CGPM, Conférence générale des Poids et mesures) zaproponowała, dodać mu wartość dokładną. Ale, na tę chwilę, nie podjęto jeszcze żadnej decyzji i nie oczekujemy żadnych konkretnych zmian przed 2014 rokiem, podsumowuje Alain Picard, dyrektor departamentu wagi w Międzynarodowym Biurze Wag i Miar.