Quant pesa un quilogram? Els científics han explorat aquest problema aparentment senzill durant centenars d'anys.
El 1795, França va promulgar una llei que estipulava el "gram" com "el pes absolut de l'aigua en un cub el volum del qual és igual a una centèsima part d'un metre a la temperatura en què el gel es fon (és a dir, 0 °C)". El 1799, els científics van descobrir que el volum d'aigua és més estable quan la densitat de l'aigua és més alta a 4 °C, de manera que la definició de quilogram va canviar a "la massa d'1 decímetre cúbic d'aigua pura a 4 °C". Això va produir un quilogram original de platí pur, el quilogram es defineix com igual a la seva massa, que s'anomena quilogram d'arxiu.
Aquest quilogram d'arxiu s'ha utilitzat com a referència durant 90 anys. El 1889, la Primera Conferència Internacional de Metrologia va aprovar una rèplica d'aliatge de platí-iridi més propera al quilogram d'arxiu com a quilogram original internacional. El pes de "quilogram" es defineix mitjançant un cilindre d'aliatge de platí-iridi (90% platí, 10% iridi), que fa aproximadament 39 mm d'alçada i diàmetre, i que actualment es troba emmagatzemat en un soterrani als afores de París.
quilogram original internacional
Des del segle de les Llums, la comunitat topogràfica s'ha compromès a establir un sistema topogràfic universal. Tot i que és una manera factible d'utilitzar l'objecte físic com a referència de mesura, com que l'objecte físic es pot danyar fàcilment per factors artificials o ambientals, l'estabilitat es veurà afectada, i la comunitat de mesurament sempre ha volgut abandonar aquest mètode el més aviat possible.
Després que el quilogram adopti la definició original internacional de quilogram, hi ha una pregunta que preocupa molt els metròlegs: com d'estable és aquesta definició? Canviarà amb el temps?
Cal dir que aquesta qüestió es va plantejar al principi de la definició de la unitat de massa quilogram. Per exemple, quan es va definir el quilogram el 1889, l'Oficina Internacional de Pesos i Mesures va produir 7 pesos quilogram d'aliatge de platí-iridi, un dels quals és l'Oficina Internacional. El quilogram original s'utilitza per definir la unitat de massa quilogram, i els altres 6 pesos fets del mateix material i el mateix procés s'utilitzen com a punts de referència secundaris per comprovar si hi ha deriva al llarg del temps entre si.
Alhora, amb el desenvolupament de la tecnologia d'alta precisió, també necessitem mesures més estables i precises. Per tant, es va proposar un pla per redefinir la unitat bàsica internacional amb constants físiques. L'ús de constants per definir unitats de mesura significa que aquestes definicions satisfaran les necessitats de la propera generació de descobriments científics.
Segons les dades oficials de l'Oficina Internacional de Pesos i Mesures, en els 100 anys compresos entre el 1889 i el 2014, la consistència de qualitat d'altres quilograms originals i el quilogram original internacional va canviar en uns 50 micrograms. Això demostra que hi ha un problema amb l'estabilitat del punt de referència físic de la unitat de qualitat. Tot i que el canvi de 50 micrograms sembla petit, té un gran impacte en algunes indústries d'alta gamma.
Si s'utilitzen les constants físiques bàsiques per substituir el quilogram de referència física, l'estabilitat de la unitat de massa no es veurà afectada per l'espai i el temps. Per tant, el 2005, el Comitè Internacional de Pesos i Mesures va elaborar un marc per a l'ús de constants físiques bàsiques per definir algunes unitats bàsiques del Sistema Internacional d'Unitats. Es recomana que s'utilitzi la constant de Planck per definir la unitat de massa quilogram, i s'anima els laboratoris competents a nivell nacional a dur a terme treballs de recerca científica relacionats.
Per tant, a la Conferència Internacional de Metrologia de 2018, els científics van votar per desmantelar oficialment el prototip internacional de quilogram i van canviar la constant de Planck (símbol h) com a nou estàndard per redefinir el "kg".
Data de publicació: 05-03-2021