گذشته و حال کیلوگرم

وزن یک کیلوگرم چقدر است؟ دانشمندان صدها سال است که این مشکل به ظاهر ساده را بررسی کرده اند.

در سال 1795، فرانسه قانونی را منتشر کرد که "گرم" را به عنوان "وزن مطلق آب در مکعبی که حجم آن در دمای ذوب یخ (یعنی صفر درجه سانتیگراد) برابر با یک صدم متر است، اعلام کرد. در سال 1799، دانشمندان کشف کردند که حجم آب زمانی پایدارترین است که چگالی آب در 4 درجه سانتیگراد بالاترین باشد، بنابراین تعریف کیلوگرم به جرم 1 دسی متر مکعب آب خالص در دمای 4 درجه سانتیگراد تغییر کرد. ". این یک کیلوگرم اصلی پلاتین خالص تولید می کند، کیلوگرم برابر با جرم آن تعریف می شود که به آن کیلوگرم آرشیو می گویند.

این کیلوگرم آرشیوی 90 سال است که به عنوان معیار مورد استفاده قرار می گیرد. در سال 1889، اولین کنفرانس بین المللی مترولوژی، ماکت آلیاژ پلاتین-ایریدیوم را که نزدیک به کیلوگرم آرشیو بود، به عنوان کیلوگرم اصلی بین المللی تأیید کرد. وزن "کیلوگرم" توسط یک استوانه آلیاژ پلاتین-ایریدیم (90٪ پلاتین، 10٪ ایریدیوم) تعریف می شود که تقریباً 39 میلی متر ارتفاع و قطر دارد و در حال حاضر در زیرزمینی در حومه پاریس ذخیره می شود.

کیلوگرم اصلی بین المللی

از زمان عصر روشنگری، جامعه نقشه برداری متعهد به ایجاد یک سیستم جهانی نظرسنجی بوده است. اگرچه استفاده از جسم فیزیکی به عنوان معیار اندازه گیری روشی امکان پذیر است، اما به دلیل اینکه جسم فیزیکی به راحتی توسط عوامل دست ساز یا محیطی آسیب می بیند، پایداری آن تحت تأثیر قرار می گیرد و جامعه اندازه گیری همیشه می خواست این روش را به سرعت کنار بگذارد. تا حد امکان

پس از آنکه کیلوگرم تعریف اصلی کیلوگرم بین المللی را پذیرفت، سؤالی وجود دارد که مترولوژیست ها به شدت نگران آن هستند: این تعریف چقدر پایدار است؟ آیا به مرور زمان جابجا خواهد شد؟

باید گفت این سوال در ابتدای تعریف واحد جرمی کیلوگرم مطرح شد. به عنوان مثال، زمانی که کیلوگرم در سال 1889 تعریف شد، دفتر بین المللی اوزان و اندازه گیری ها 7 وزنه کیلوگرم آلیاژ پلاتین-ایریدیم تولید کرد که یکی از آنها کیلوگرم بین المللی است. ساخته شده از یک ماده و همان فرآیند به عنوان معیارهای ثانویه برای بررسی اینکه آیا در طول زمان بین یکدیگر جابجایی وجود دارد یا خیر استفاده می شود.

در عین حال، با توسعه فناوری با دقت بالا، به اندازه گیری های پایدارتر و دقیق تری نیز نیاز داریم. بنابراین، طرحی برای بازتعریف واحد پایه بین‌المللی با ثابت‌های فیزیکی پیشنهاد شد. استفاده از ثابت ها برای تعریف واحدهای اندازه گیری به این معنی است که این تعاریف نیازهای نسل بعدی اکتشافات علمی را برآورده می کند.

طبق داده های رسمی دفتر بین المللی اوزان و اندازه ها، در 100 سال از 1889 تا 2014، قوام کیفی سایر کیلوگرم های اصلی و کیلوگرم اصلی بین المللی حدود 50 میکروگرم تغییر کرد. این نشان می دهد که مشکل پایداری معیار فیزیکی واحد کیفیت وجود دارد. اگرچه تغییر 50 میکروگرمی کوچک به نظر می رسد، اما تأثیر زیادی بر برخی از صنایع پیشرفته دارد.

اگر از ثابت های فیزیکی پایه برای جایگزینی معیار فیزیکی کیلوگرم استفاده شود، پایداری واحد جرم تحت تأثیر مکان و زمان قرار نخواهد گرفت. بنابراین، در سال 2005، کمیته بین‌المللی اوزان و اندازه‌ها چارچوبی برای استفاده از ثابت‌های فیزیکی پایه برای تعریف برخی از واحدهای اساسی سیستم بین‌المللی واحدها تهیه کرد. توصیه می شود از ثابت پلانک برای تعریف واحد جرم کیلوگرم استفاده شود و آزمایشگاه های توانمند در سطح ملی تشویق می شوند تا کارهای تحقیقاتی علمی مرتبط را انجام دهند.

بنابراین، در کنفرانس بین المللی مترولوژی 2018، دانشمندان رای به حذف رسمی کیلوگرم نمونه اولیه بین المللی دادند و ثابت پلانک (نماد h) را به عنوان استاندارد جدید برای تعریف مجدد "kg" تغییر دادند.