Ποιό θα είναι το νέο κιλό;

Το πρότυπο χιλιόγραμμο χάνει βάρος... Τη θέση του έχει ήδη καταλάβει ένας θεωρητικός ορισμός του κιλού με τη βοήθεια της σταθεράς Πλανκ. Ποιά πειραματική μέθοδος όμως θα προκριθεί ως άξια να υποστηρίξει τη νέα θεωρητική κατασκευή;

Κάποτε ο κόσμος του ανθρώπου ήταν απλός: ο ουρανός και τα καιρικά φαινόμενα ήταν στο χέρι των θεών, αλλά η γη ήταν επίπεδη όσο και η παλάμη του χεριού του. Τη μετρούσε με δρασκελιές, ζύγιζε τους καρπούς της με κομμάτια σίδερου και μετρούσε τον χρόνο του πάνω της με τη σκιά του ήλιου ως το λιόγερμα. Και όταν η κυριαρχία των μηχανών απλώθηκε παντού, ο άνθρωπος έβαλε τα μέτρα και τα σταθμά του σε γυάλινα κουτιά και τα σιγούρεψε σε ένα κτίριο για να έχουν όλοι σ’ αυτόν τον πλανήτη ένα κοινό σημείο αναφοράς.

To κτίριο φύλαξης των προτύπων αυτών μέτρων και σταθμών βρέθηκε στο Παρίσι και η εποπτεύουσα αρχή ονομάστηκε Bureau International des Poids etMesures (Διεθνές Γραφείο Σταθμών και Μέτρων, ελληνιστί). Από το 1960 η συναίνεση αυτή έγινε καθολική, με την ίδρυση του Διεθνούς Συστήματος Μονάδων (Le SystèmeΙnternational d’ Unites, εν συντομία SI). Και αν ο κόσμος συνέχιζε να είναι απλός, δεν θα μας απασχολούσε ξανά το θέμα. Στις 21 Οκτωβρίου 2011, όμως, οι σοφοί τού SI αποφάνθηκαν πως επείγει να επαναπροσδιοριστεί το κιλό! Τι στο καλό τους έπιασε – και γιατί δεν μας κάνει πια το παλιό;

Το κιλό μας έχει φύρα

Το πρότυπο του κιλού που βρίσκεται στο Παρίσι χυτεύθηκε σε κύλινδρο πλατίνας και ιριδίου το 1879 και υιοθετήθηκε επισήμως ως πρότυπο χιλιόγραμμο (kg) το 1889. Για όλους εμάς το κιλό αυτό παρέμεινε έκτοτε αναλλοίωτο και βάσει αυτού ζυγίζουμε τα πάντα. Για τους επιστήμονες, όμως, το πρότυπο κιλό «είχε φύρα» στα 113 χρόνια που ακολούθησαν, είτε από χημικές αλληλεπιδράσεις της επιφανείας του ή από διαφυγή των φυσαλίδων αζώτου και οξυγόνου που είχαν παγιδευτεί μέσα στον κύλινδρο κατά τη χύτευσή του. Αρα πρέπει να επαναπροσδιορισθεί – αλλά πώς;

Επειτα από διελκυστίνδες χρόνων για το θέμα, οι μετρολόγοι του SΙ κατέληξαν ότι πρέπει να αποδεσμεύσουν τον ορισμό του κιλού από μια φυσική υπόσταση και να τον συσχετίσουν με μια φυσική σταθερά. Ετσι τον περασμένο Οκτώβριο πρότειναν τον εξής νέο ορισμό του κιλού: «Το χιλιόγραμμο είναι τόσο ώστε η σταθερά Πλανκ να είναι ακριβώς 6,6260693 x 10-34 joule-seconds». Ενας άλλος τρόπος για να διατυπωθεί αυτός ο ορισμός είναι ότι «χιλιόγραμμο είναι η μάζα ενός σώματος εν αδρανεία, του οποίου η ισοδύναμη ενέργεια ισούται με την ενέργεια φωτονίων των οποίων οι συχνότητες είναι αθροιστικά 135,639,274 x 1042 Hz».

Από τη θεωρία στο ζύγισμα

Οπτικός του Αυστραλιανού Κέντρου Οπτικών Ακριβείας (ACPO) επιδεικνύει τη σφαίρα πυριτίου που προτείνει να υποκαταστήσει το νυν μεταλλικό κιλό

Η σταθερά Πλανκ h – που οφείλει το όνομά της στον ιδρυτή της κβαντομηχανικής Max Planck – δίνει την αναλογία μεταξύ της ορμής και του κβαντικού μήκους κύματος κάθε στοιχειώδους σωματιδίου. Οι μετρολόγοι επέλεξαν να την εμπλέξουν στον νέο ορι