2019년 5월부터 킬로그램의 질량은 더 이상 파리의 국제킬로그램원기(IPK)를 기반으로 하지 않습니다.이제 기본 물리 상수를 사용하여 정의됩니다. 메틀러 토레도는 이 역사적인 변화에서 핵심적인 역할을 했습니다.
1킬로그램의 무게는 정확히 얼마입니까? 최근 국제 단위계(SI)에 의해 기본 측정 단위가 재정의되어, 단위는 이제 기본 물리 상수로부터 도출됩니다.
지금까지는 파리의 IPK가 1킬로그램의 질량에 대한 기준 역할을 했습니다. 하지만, 금속 실린더의 질량은 지난 수십 년 동안 변화해 왔습니다. 그에 따라 IPK의 질량과 전 세계 국가의 킬로그램 질량이 통제할 수 없을 정도로 달라지게 되었습니다. 계측학의 세계에서는 이러한 상황을 감당할 수 없었습니다.
전 세계 수백 명의 과학자들이 수십 년 동안 킬로그램을 개정하기 위해 노력했습니다. 이를 위해 메틀러 토레도의 수많은 직원들이 처음부터 참여했습니다."이것은 200년 이상의 도량형 역사상 가장 위대한 혁명입니다." 메틀러 토레도 법정 계량부서의 책임자인 Luis Cachon은 이렇게 말했습니다.
메틀러 토레도는 새로운 정의를 지원하는 두 가지 솔루션에 크게 기여했습니다. 예를 들어, 질량을 최고 수준의 정밀도로 교정하는 질량 비교기인 M_one을 개발했습니다. 독일의 유명한 Physikalisch-Technische Bundesanstalt(PTB)와 같은 국가측정표준기관은 M_one을 사용하여 초순수 실리콘의 새로운 구형 기준 물체의 질량을 결정합니다. 단일 결정 실리콘의 장점은 원자 구조가 전체 결정에 걸쳐 균일하게 배열되어 있다는 점입니다. 과학자들은 실리콘 구의 부피와 표면을 측정한 후에 얼마나 많은 원자가 포함되어 있는지 확인할 수 있습니다. 이러한 방식으로, 킬로그램을 원자 개수를 사용하여 정의할 수 있으며 더 이상 지역 기준 질량에 의존하지 않습니다. 이 기술을 보유하고 있는 전 세계의 국가측정표준기관은 이 프로세스를 복제할 수 있습니다. "이 장비를 가진 사람은 누구나 어느 정도 자신만의 킬로그램을 생산할 수 있습니다," 실험실 사업부의 Javier Levitt은 이렇게 밝혔습니다.
킬로그램을 정의하는 또 다른 방법은 와트(watt) 저울을 사용하는 것입니다. 베른에 있는 스위스 연방계측기관(METAS)의 물리학자들은 와트 저울을 사용하여 기계적요소와 전력을 비교합니다. 이 저울을 전자기력을 사용하여 질량을 매달게 됩니다.이 실험에서도 역시 M_one과 함께 메틀러 토레도 측정 셀이 사용되는데, 이는 킬로그램 전환에 반드시 필요합니다.
여러 국가측정표준기관에서는 두 가지 방법 중 어떤 것을 사용할지 선택할 수 있습니다. "전반적으로 모든 것을 자연의 기본 상수로 역추적하면 킬로그램 단위가 보다 안정적이 됩니다."라고 Luis Cachon은 말했습니다. "질량 측정에서 정확도의 향상이 기술 진보와 동일한 속도로 진행되고 있습니다."
하지만 소비자 입장에서 바뀌는 것은 전혀 없습니다.이번 재정의는 측정표준기관 외의 일상 생활에는 아무런 영향을 주지 않습니다.그렇다면 5월 20일 이후 국제 원기 킬로그램은 어떻게 될까요? 현재 보관 장소인 국제도량형국(BIPM)에 그대로 보관될 예정입니다.질량의 안정성은 수시로 계속 측정될 것입니다.
