artykuły

Pożegnanie z kilogramem

14:04
pią, 28 wrzesień 2007
Choć mamy XXI wiek, wzorzec kilograma, jednej z podstawowych jednostek miar, pochodzi z XIX w. Amerykańscy naukowcy zaproponowali więc nowocześniejszy sposób odmierzania masy, donosi "Physics Archive". Walec z platyny i irydu przechowywany we Francji chcą zastąpić matematyczną formułą - pisze DZIENNIK.
Zmiana wzorca kilograma stała się ostatnio sprawą pilną. Okazało się bowiem, że najważniejszy kilogram świata pieczołowicie przechowywany w Międzynarodowym Biurze Miar i Wag w Serves pod Paryżem traci na wadze. Od czasu ostatniego porównywania go z innymi odważnikami schudł o 50 mikrogramów - czytamy w DZIENNIKU.
Wydaje się, że nie jest to dużo. Jednak gdy mamy do czynienia z wzorcem jednej z najważniejszych jednostek miary, nie może być mowy o żadnych wątpliwościach. Kilogram znajdziemy w definicjach takich jednostek jak niuton (do mierzenia siły), dżul (miara energii, łatwo przeliczyć na kWh z rachunku elektrycznego) czy wat (miara mocy). Używamy go więc na co dzień i to nie tylko do kupowania kartofli w warzywniaku. Problem, ile naprawdę waży kilogram, pozostanie, dopóki trzymać się będziemy jego dziewiętnastowiecznej definicji. Według niej jeden kilogram to masa odpowiadająca kawałkowi metalu trzymanemu w Sevres. I nie byłoby kłopotu, gdyby nie to, że materialne wzorce, nawet pieczołowicie przechowywane, ulegają z czasem zniszczeniu. Dlatego też jednostki takie jak sekunda czy metr już dawno temu doczekały się odmaterializowania. W 1967 roku sekunda została zdefiniowana jako określona ilość okresów promieniowania atomu cezu 133. W 1983 roku przestał być potrzebny wzorzec metra, bo określono go jako odległość, którą przebywa światło w ułamku sekundy. Dlaczego w ogóle definiuje się jednostki fizyczne - pyta DZIENNIK? Nie tylko dlatego, że w świecie rzeczywistym ich rozmiar może się zmieniać. Przedstawienie danej miary jako wyniku pewnego eksperymentu jest wygodne, bo uwalnia wzorzec jednostki od materialnej postaci. I tak, by móc regulować zegarki albo sprzedawać linijki, zamiast jeździć do Sevres, wystarczy przeprowadzić odpowiedni eksperyment. Z kilogramem jednak jest gorzej. Ze wszystkich jednostek miar on jeden istnieje do dzisiaj w materialnej postaci. Dlatego naukowcy na całym świecie od dawna głowili się, jak zdefiniować jednostkę masy. Pojawiały się różne pomysły, ale najelegantszy zaproponowali Ronald Fox i Theodore Hill z Georgia Institute of Technology. Koncepcja Amerykanów opiera się na tak zwanej liczbie Avogadro - czyli liczbie atomów w 12 gramach węgla C12. Taka ilość nazywana jest molem. Atomów w molu jest sporo, jakieś 600 tryliardów (600 bilionów miliardów). Ważne jest, że liczba Avogadro wiąże ze sobą pojęcie grama i liczby atomów węgla. Dlatego właśnie Fox i Hill zaproponowali, by wykorzystać ją do zdefiniowania pojęcia kilograma. Ponieważ nikt nie wie, ile tak naprawdę wynosi liczba Avogadro (w końcu odwołuje się do jednostki masy, której wzorzec traci na wadze), Amerykanie chcą odwrócić definicję. I uznać, że gram to masa jednej dwunastej mola węgla C12. A mol to 84446886^3 (do trzeciej potęgi) atomów. W ten sposób papierowy wzór na kilogram staje się banalnie prosty: bierzemy 84446886^3 atomów czystego węgla C12 i mamy kilogram. I teraz, by nie było już żadnych wątpliwości, ile naprawdę jest kilograma w kilogramie, wystarczy tylko znaleźć sposób na odliczenie tych 600 tryliardów atomów. Niestety, obecnie nie sposób policzyć tego precyzyjnie. Można jednak wymyślać eksperymenty coraz lepiej przybliżające wynik. I z pewnością już dziś jesteśmy w stanie odmierzyć masę ze znacznie lepszą dokładnością niż owe 50 mikrogramów niepewności, jakim obciążony jest „najważniejszy kilogram” przechowywany w Sevres. Autorzy nowatorskiej propozycji liczą, że do 2011 roku, kiedy odbędzie się kolejne posiedzenie Międzynarodowego Komitetu Miar i Wag, ich pomysł zyska akceptację środowisk naukowych. Czy do tego czasu pozbędziemy się ostatniego wzorca? Czas pokaże. Chyba jednak warto to zrobić, bo nie godzi się, by w XXI w. używać XIX-wiecznych reliktów fizyki…
www.dziennik.pl

Skomentuj

Aby zamieścić komentarz, proszę włączyć JavaScript - niestety roboty spamujące dają mi niezmiernie popalić.






Komentarze czytelników

    Nie ma jeszcze żadnych komentarzy.
    Dexter