Koliko tehta kilogram? Znanstveniki to na videz preprosto težavo raziskujejo že stoletja.
Leta 1795 je Francija sprejela zakon, ki je določal »gram« kot »absolutno težo vode v kocki, katere prostornina je enaka stotinki metra pri temperaturi taljenja ledu (torej 0 °C).« Leta 1799 so znanstveniki odkrili, da je prostornina vode najbolj stabilna, ko je gostota vode najvišja pri 4 °C, zato se je definicija kilograma spremenila v »maso 1 kubičnega decimetra čiste vode pri 4 °C«. Tako je nastal prvotni kilogram čiste platine, ki je opredeljen kot enak njeni masi in se imenuje arhivski kilogram.
Ta arhivski kilogram se uporablja kot merilo že 90 let. Leta 1889 je prva mednarodna konferenca o metrologiji odobrila repliko iz zlitine platine in iridija, ki je najbližja arhivskemu kilogramu, kot mednarodni originalni kilogram. Teža "kilograma" je določena z valjem iz zlitine platine in iridija (90 % platine, 10 % iridija), ki je visok in ima premer približno 39 mm in je trenutno shranjen v kleti na obrobju Pariza.
Mednarodni originalni kilogram
Že od razsvetljenstva si je geodetska skupnost prizadevala za vzpostavitev univerzalnega geodetskega sistema. Čeprav je uporaba fizičnega objekta kot merilne osnove izvedljiva, je zaradi umetnega ali okoljskega vpliva fizični objekt zlahka poškodovan, kar vpliva na njegovo stabilnost, zato si je geodetska skupnost vedno želela to metodo čim prej opustiti.
Potem ko kilogram sprejme mednarodno originalno definicijo kilograma, se postavlja vprašanje, ki meroslovce zelo skrbi: kako stabilna je ta definicija? Se bo sčasoma spremenila?
Treba je povedati, da se je to vprašanje pojavilo že na začetku definicije masne enote kilogram. Na primer, ko je bil kilogram leta 1889 definiran, je Mednarodni urad za uteži in mere izdelal 7 kilogramskih uteži iz platinasto-iridijeve zlitine, od katerih je ena mednarodna ... Originalni kilogram se uporablja za definicijo masne enote kilogram, ostalih 6 uteži, izdelanih iz istega materiala in istega postopka, pa se uporablja kot sekundarna merila za preverjanje, ali med seboj obstaja časovno odstopanje.
Hkrati z razvojem visoko natančne tehnologije potrebujemo tudi stabilnejše in natančnejše meritve. Zato je bil predlagan načrt za ponovno opredelitev mednarodne osnovne enote s fizikalnimi konstantami. Uporaba konstant za opredelitev merskih enot pomeni, da bodo te opredelitve ustrezale potrebam naslednje generacije znanstvenih odkritij.
Po uradnih podatkih Mednarodnega urada za uteži in mere se je v 100 letih, od leta 1889 do 2014, skladnost kakovosti drugih originalnih kilogramov in mednarodnega originalnega kilograma spremenila za približno 50 mikrogramov. To kaže na težavo s stabilnostjo fizikalnega merila enote kakovosti. Čeprav se sprememba 50 mikrogramov sliši majhna, ima velik vpliv na nekatere industrije visokega cenovnega razreda.
Če se za nadomestitev kilograma kot fizikalne referenčne vrednosti uporabijo osnovne fizikalne konstante, prostor in čas ne bosta vplivala na stabilnost enote za maso. Zato je Mednarodni odbor za uteži in mere leta 2005 pripravil okvir za uporabo osnovnih fizikalnih konstant za opredelitev nekaterih osnovnih enot Mednarodnega sistema enot. Priporočljivo je, da se za opredelitev kilograma kot enote za maso uporabi Planckova konstanta, pristojne nacionalne laboratorije pa se spodbuja k izvajanju s tem povezanega znanstvenoraziskovalnega dela.
Zato so znanstveniki na mednarodni konferenci o metrologiji leta 2018 glasovali za uradno ukinitev mednarodnega prototipa kilograma in spremenili Planckovo konstanto (simbol h) kot novi standard, da bi na novo opredelili "kg".
Čas objave: 05. marec 2021