Dirka za ponovno določitev kilograma

V Parizu je za vratom trezorja, ki potrebuje tri ključe, da ga odklenete, najdragocenejša pavšalna platina-iridij na svetu. Za priložnostnega opazovalca je težko določiti denarno vrednost za pavšal, toda za skupino znanstvenikov je to praktično neprecenljiva kopica kovine, ki daje zlato težo za njeno vrednost.

Ta pavšal, navsezadnje, opravlja neverjetno pomembno nalogo, da je standard za kilogram. Toda mednarodna skupina raziskovalcev si prizadeva redefinirati kilogram in narediti ta nagrajeni predmet zastarel.

"Kilogramski artefakt je pravzaprav res čudovita stvar," pravi Alan Steele, glavni metrolog pri Nacionalnem raziskovalnem svetu Kanade. "Ampak to ni bistveno, ni osnovno - to je samo stvar, in če bi se kaj zgodilo s to stvarjo, bi bila v resnih težavah."

Steele je del skupine, ki je križarjenje za ponovno opredelitev kilograma. Njena teža se ne bi spremenila - da je dojilja še vedno precej približno £ 2 - vendar Steele in njegovi kolegi menijo, da je skrajni čas za množično posodabljanje, ki temelji na "temeljni konstanti" - lastniški univerzalni lastnini, podobno kot t nekaj podobnega hitrosti svetlobe - namesto tega.

Preden pomislite, da je kilogramsko križarjenje delo resne skupine norih znanstvenikov, ni. Posodobitev zahteva »znanstveno potovalno silo«, pravi Steele, ker definiranje enote, ki temelji na temeljnih konstantah, zahteva tri poskuse v dveh različnih metodah v več državah. Neverjetno težko je doseči soglasje v vseh treh poskusih v obeh sistemih. "To so le čudoviti eksperimenti, z odličnimi in enostavnimi koncepti," pravi, "toda človek je v podrobnostih hudič."

Z določitvijo, kako izmeriti kilogram, je treba definirati temeljno konstanto - poznano med fiziki kot »Planckovo konstanto« - v negotovosti 50 delov na milijardo. V angleščini? To je lepo, lepo, precej natančno. Nekateri kemijski laboratoriji to merijo z izračunom števila atomov v silikonski krogli. Drugi pa uporabljajo fizikalni pristop, ki uporablja napravo, imenovano ravnotežje Kibble, ki za merjenje uporablja energijo in električne konstante. Trik je v tem, da se kemijski in fizikalni pristopi, da bi definirali Planckovo konstanto, morajo ujemati - in enakovrednost sistemov se še nikoli ni zgodila.

Redefiniranje naših merskih enot je »dogodek, ki se zgodi verjetno enkrat v življenju«, pravi Stephan Schlamminger, fizik na Nacionalnem inštitutu za standarde in tehnologijo. Njegova ekipa je dobila meritev Planckove konstante z napako 34 delov na milijardo (v znanosti, manjša napaka, boljši, tako da 34 delov na milijardo je zagotovo dober znak v primerjavi z industrijo, ki je sprejela največ 50 delov na milijardo).). Doslej obstaja mednarodno soglasje glede tega števila in Schlamminger upa, da se bo približal popolnosti z napako 20 milijard na milijardo do 1. julija 2017, ko bo Mednarodni urad za uteži in ukrepe zbral vse meritve, ki jih je treba vključiti v mednarodno povprečje. Ko se bo vse to zgodilo, se bo končna številka razpravljala in glasovala novembra 2018.

»Za končnega uporabnika bo prehod brezhiben; razlike ne veste, «pravi Schlamminger o spremembi. Toda za znanstveno skupnost bo ponovno definiranje teh enot neprecenljivo, s čimer bo ta parček v Parizu postal simbol novega razumevanja temeljnih meritev vesolja - in to je prav, da se večina kvadratov prav nič ne razlikuje.