A verseny újra meghatározza a kilogrammot

Párizsban a kulcstartó ajtó mögött, amely három kulcsot igényel a nyitáshoz, a legértékesebb platina-iridium a világon. Az alkalmi megfigyelő számára nehéz a pénzösszeg hozzárendelése a csomóhoz, de a tudósok egy csoportja számára ez egy gyakorlatilag felbecsülhetetlen halom fém, amely aranyat ad az értékének.

Ez a csomó, végül is, a hihetetlenül fontos feladat, hogy a kilogramm szabványa legyen. De egy nemzetközi kutatócsoport keményen dolgozik annak érdekében, hogy újra meghatározza a kilogrammot, és ez az értékelt elem elavulttá váljon.

„A kilogramm műtermék valóban egy igazán csodálatos dolog” - mondja Alan Steele, a Kanadai Nemzeti Kutatási Tanács vezető metrológusa. - De ez nem alapvető, nem alapvető - ez csak egy dolog, és ha valami történt vele, akkor igazi bajban leszünk.

A Steele egy olyan csoport része, amely zaklatott, hogy újra meghatározza a kilogrammot. Súlya nem változna - hogy a csecsemő még mindig kb. 2,2 fonton ül -, de Steele és munkatársai úgy gondolják, hogy itt az ideje, hogy egy tömegfrissítésre kerüljön, amely egy „alapvető konstansra” épül - egy olyan általános tulajdonság, amely hasonló a valami olyan, mint a fénysebesség - helyette.

Mielőtt azt gondolnád, hogy a keresztes hadjárat egy őrült tudósok csoportjának munkája, ez nem. A frissítéshez "tudományos túra" szükséges, mondja Steele, mert az egység alapvető konstansokra alapozott meghatározása három különböző módszerrel három kísérletet igényel több országban. Hihetetlenül nehéz konszenzust elérni mindhárom kísérletben mindkét rendszerben. „Ezek csak nagyon szép kísérletek, nagyszerű, könnyen megmagyarázható fogalmakkal” - mondja, „de az ember az ördög a részletekben.”

A kilogrammonkénti mérés feltárása megköveteli, hogy a fizikusok körében ismert alapvető konstansot „Planck konstansként” határozzuk meg, 50 milliárd eurós bizonytalanságon belül. Angolul? Ez elég szép, elég pontos. Egyes kémiai laboratóriumok ezt mérik az atomok számának kiszámításával egy kilogramm szilícium gömbben. De mások fizikai megközelítést alkalmaznak Kibble egyensúlynak nevezett eszköz használatával, amely energia és elektromos állandókat használ a mérés elvégzéséhez. A trükk az, hogy a kémiai és fizikai megközelítéseknek meg kell egyezniük a Planck konstansának meghatározásával - és a rendszerek egyenértékűségének soha nem történt meg.

Mérési egységeink újradefiniálása „olyan esemény, amely valószínűleg egyszer életünkben történik” - mondja Stephan Schlamminger, a Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet fizikusa. Csapata mérte meg a Planck állandó értékét 34 milliárdos hibával (a tudományban, annál kisebb a hiba, annál jobb, ha 34 milliárd euró határozottan jó jel az iparághoz képest, amely legfeljebb 50 milliárd darabot fogad el)). Eddig nemzetközi konszenzus alakult ki a számmal, és Schlamminger reméli, hogy 2017. július 1-jéig közel 20 milliárdos hibával közelebb kerül a tökéletességhez, amikor a Nemzetközi Mérleg- és Mérési Iroda összegyűjti az összes mérést, amelyet be kell építeni a nemzetközi átlagot. Amint ez megtörténik, a végső számot 2018 novemberében fogják megvitatni és szavazni.

„A végfelhasználó számára az átmenet zökkenőmentes lesz; nem fogod tudni a különbséget ”- mondja Schlamminger a változásról. De a tudományos közösség számára ezeknek az egységeknek az újradefiniálása felbecsülhetetlen értékű lesz, ezáltal a párizsi csomópont az univerzum alapvető méréseinek új megértésének jelképévé válik - és ez egy remek jobb, mint a legtöbb csomó.