Začetek nove dobe

Masa kilograma od maja 2019 ne temelji več na mednarodnem prototipu kilograma (IPK) v Parizu. Zdaj je opredeljena s temeljnimi fizikalnimi konstantami. METTLER TOLEDO je imel odločilno vlogo pri tej zgodovinski spremembi.

Koliko natančno tehta kilogram? Mednarodni sistem enot (SI) je nedavno ponovno opredelil osnovne merske enote, ki so zdaj izpeljane iz temeljnih fizikalnih konstant. 

Do zdaj je bil IPK v Parizu referenca za maso enega kilograma. Vendar pa se je masa kovinskega valja skozi številna desetletja spremenila. Masa IPK-ja in masa nacionalnih kilogramov po svetu sta zato začeli nenadzorovano postajati vse bolj drugačni. Tako stanje je za svet meroslovja nevzdržno.

Pri ponovni opredelitvi kilograma je več desetletij sodelovalo več sto znanstvenikov po svetu. Številni zaposleni pri družbi METTLER TOLEDO so sodelovali v postopku od samega začetka. »To je največja revolucija v meroslovju v več kot 200 letih,« pravi Luis Cachon, vodja oddelka za zakonsko meroslovje pri družbi MT.

METTLER TOLEDO je s svojim pomembnim prispevkom omogočil razvoj dveh rešitev, ki podpirata novo opredelitev. Primer je razvoj masnega komparatorja M_one za kalibracijo mase do najvišjih ravni natančnosti. Nacionalni meroslovni inštituti, kot je ugledni Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) v Nemčiji, uporabljajo M_one za določanje mase novih okroglih referenčnih predmetov čistega silicija. Prednost monokristalnega silicija je, da je njegova atomska sestava enakomerno porazdeljena po celotnem kristalu. Znanstveniki lahko po merjenju prostornine in površine silicijeve krogle določijo število atomov, ki jih vsebuje. Nato je mogoče opredeliti kilogram z uporabo števila njenih atomov, zato ni več odvisna od lokalne referenčne mase. Meroslovni inštituti po svetu, ki so opremljeni s to tehnologijo, lahko podvojijo ta postopek. »Vsi, ki imajo primerno opremo, lahko bolj ali manj ustvarijo lasten kilogram,« je potrdil Javier Levitt iz laboratorijskega oddelka.

Kilogram je mogoče opredeliti tudi z uporabo vatne tehtnice. Fiziki v švicarskem zveznem meroslovnem inštitutu (METAS) v Bernu uporabljajo vatno tehtnico za primerjavo mehanske in električne moči. Tehtnica uporablja elektromagnetno silo za spuščanje mase. Tudi za ta poskus so uporabljene merilne celice družbe METTLER TOLEDO in masni komparator M_one, ki je nepogrešljiv pri prenašanju kilograma.

Različni nacionalni meroslovni inštituti lahko izberejo, katero od teh dveh različic bodo uporabili. »Na splošno sledenje vsega do temeljnih konstant narave zagotavlja večjo stabilnost enote kilograma,« pravi Luis Cachon. »Napredek na področju izboljšav natančnosti pri določanju mase je enak tehnološkemu napredku.«

Vendar pa se za potrošnike ne bo ničesar spremenilo. Ta ponovna opredelitev ne vpliva na vsakdanje življenje zunaj meroslovnih inštitutov. Kaj pa se bo zgodilo z mednarodnim prototipom kilograma po maju 2020? Predvidoma naj bi ostal tam, kjer je trenutno shranjen – v mednarodnem uradu za mere in uteži (BIPM). Stabilnost njegove mase bo občasno še vedno izmerjena.