A kiló lefogyott - Berliner Morgenpost
Az eredeti párizsi kiló a mérőszám a világ minden tájáról érkező metrológusok számára. De most 50 mikrogrammot nyom kevesebb, mint 118 évvel ezelőtt. A kutatók most a súlyok újbóli mérésének módját keresik
Egy könnyű csap elegendő a föld összes arany- vagy szénkészletének súlyának csökkentéséhez. Ehhez azonban el kell mennie a Bureau International des Poids et Mesures Párizs melletti pincéjébe, és röviden meg kell érintenie az üveggel borított "Le Grand K" -t - az eredeti kilogrammot, amely már több mint 120 éve ott van. Ma is használják az összes tárgy súlyának mérésére világszerte. A súly növekedésével a 3,9 centiméter magas henger átjutna az ujj zsírrétegén, mert az elmúlt 100 évben körülbelül 50 mikrogrammot veszített.
50 mikrogramm egy apró méret, amelyet senki sem tud elképzelni. Millió mikrogrammra van szükség ahhoz, hogy egy grammhoz jusson (kb. Fél gumicukor súlya). A mérések kutatói, a metrológusok számára azonban még egy ilyen apró súlyvesztés sem elfogadható. Ezért a világ minden tájáról érkező szakértők most megvitatják, hogyan határozzák meg a kilogrammot a jövőben a párizsi 24. súly- és mértékkonferencián.
Amúgy ki mondja, hogy mi a kiló?
A mérlegek kalibrálásához a technikusoknak vissza kell esniük egy valós tárgyra. Egy tárgy csak egy kilogrammot nyom, ha pontosan olyan nehéz, mint az eredeti kilogramm. Az olyan metrológiai intézeteknek, mint például a Braunschweigben található Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), ezért Párizsba kell utazniuk, hogy nemzeti prototípusaikat mérjék össze. Kiderült, hogy az egész világon tárolt összehasonlító objektumok most nehezebbek, mint Le Grand K. Nem valószínű, hogy a prototípusok növekedtek volna. Tehát az eredeti kilogramm valószínűleg csökkent - már csak egy porszem tömegével is.
A technikusok nem vizsgálhatják az eredeti modellt, amely 90 százalékban platinát és 10 százalék irídiumot tartalmaz. Ezért csak találgatni tudnak a fogyás okairól. Előfordulhat, hogy a hengerbe szorult hidrogén most elpárolog. Vagy néhány atom elveszett az alkohollal végzett tisztítás és az azt követő gőzfürdő során.
Két újradefiniálási módszer
A szakemberek most két módszert vitatnak meg a kilogramm újraszámításához: a Watt-mérleg és az Avogadro-kísérlet. A Watt-mérleg módszerében a kutatók a gravitációval dolgoznak, amely lehúzza az eredeti kilogrammot, és azzal az elektromos erővel, amely a Le Grand K felfüggesztésében tartásához szükséges. Ennek a módszernek az lenne az előnye, hogy a világ bármely pontján alkalmazható, és nem kell többé Párizsba utaznia, hogy összehasonlításképpen felhasználja az eredeti kilót. Ez azonban nagyon törékeny és ezért nem biztonságos. Elég, ha egy autó parkol a laboratórium közelében, vagy ha a szomszédos ingatlanon lévő sprinkler vize beszivárog az altalajba, hogy meghamisítsa a mérési eredményeket.
Az Avogadro-folyamat, amelyet többek között Braunschweigben kutattak, egyszerűbbnek tűnik. A kilogrammot egy bizonyos anyag atomszámából lehetett meghatározni. Az atomok az anyag legkisebb részecskéi. Ehhez a technikusoknak képesnek kell lenniük az apró atomok számlálására. Ezért tiszta 28 szilíciumot használ, amelynek atomszerkezete nagyon egységes. A Braunschweig-i tudósok ezt felhasználva egy kristályt növesztettek, amelyből két tárgyat fűrészeltek és elhoztak egy ausztráliai szakértőhöz. Golyókat készített belőle, amelyek alkalmasabbak a további eljáráshoz, mint például egy kocka. Élei minden érintkezéskor elszakadnak, és sok milliárd atom veszít el.
A tökéletes labda
Egy technikus ezt a gömböt őrölte, csiszolta és őrölte az eddigi legsimább tárgyba - főleg kézzel, mivel a gépek túl kevés érzéssel rendelkeznek ehhez a munkához. A tömeg semmiképpen sem eshet egy kilogramm alá, ebben az esetben a kutatóknak új, tiszta szilíciumdarabot kell előállítaniuk fáradságos folyamat során. Az eredmény a majdnem tökéletes gömb. Ezzel a szférával a metrológusoknak egyértelműen meghatározott kilogrammjuk lenne, de vissza kellene esniük egy eredeti modellre, és tovább kell utazniuk oda, ha ellenőrizni akarják prototípusaikat.
Mielőtt eldöntenék, melyik módszert alkalmazzák, vagy létezik-e másik módszer, a tudósoknak sokkal több kutatásra lesz szükségük.
Miért az erőfeszítés?
De miért minden erőfeszítés? A szupermarketben nem mindegy, hogy a két font banán 50 mikrogrammot meghalad-e vagy sem. Más normák érvényesek a tudományban.
A metrológusok egyrészt fizikailag és matematikailag elegáns megoldást akarnak találni. Ráadásul ma még lehetetlen megjósolni, hogy a kilogramm pontos meghatározásával mely alkalmazások lesznek lehetségesek a jövőben.
Így volt ez a hatvanas évek végén a második újradefiniálásával is. Akkor még senki sem sejtette, hogy a néhány milliárdos másodperc pontossága fontos lesz a GPS-n keresztül történő műholdas navigáció szempontjából. Mert ha a mérés pontatlan a másodperc töredékéig is, a navigációs készülék nem a gondatlan sofőrt küldi a jobb oldali következő utcába, hanem az előtte 300 méterre lévő épület falának ütközik.