2012. június 30., szombat

Le Grand K

Az utolsó mértékegység, melyet egy fizikailag létező mintaobjektumhoz köthetünk, a kilogramm. Abban is egyedi, hogy egy szorzó (kilo) van a nevében, hiszen a grammot nehéz lett volna mintaként gyártani és kezelni. Kezelni? Kezelése is múlt századi romantikával bír, először is egy hangzatos nevű helyen, a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatalban őrzik, Sèvres-ben, ahol, ahogy az IEEE Spectrum írja: évente 3 hivatalnok 3 különböző kulccsal nyitják ki a páncéltermet és ellenőrzik, hogy a 3 üveg fedél alatt lévő etalonnal minden rendben van-e, ahogy az utolsó 125 évben mindig is rendben volt.
Az fizikai objektum etalonsága a születésének időpontjában nem volt meglepő, akkoriban - a cikk példái szerint - a férfiember kitárt karjai által meghatározott távolsággal mérték az óceán mélységét és a másodperc az év egy apró törtrésze volt. Ma már távméréseinket a fénysebességhez igazítjuk, óráinkat a cézium egy spektrális tulajdonságához.
A gond a kezeléssel van. Néhány évtizedben egyszer előveszik, alkoholos és éteres ronggyal megtörlik és gőzzel tisztítják. Utána mérleggel ellenőrzik a 6 db hiteles másolat súlyát, amiket aztán a tagországok referencia súlyai hitelesítéséhez használnak. A rendszer instabil, az etalon és másolatai közt 1988-ban azt állapították meg, hogy 1889 óta 70 mikrogramm (kb. egy szem cukor tömege) eltérés adódott. Ez azért nem mindegy, mert nem csak a tömeg mérése, hanem áttételesen az energia és erő mérése is ettől függ. Már az 1990-es évek elejétől kezdve gondolkodnak a kg olyan meghatározásán, mely a természet valamely nem változó részéhez köthető, így jutottak el a kvantummechanikai meghatározáshoz, mely egyúttal 3 alapvető mértékegység, az amper, a mól és a kelvin meghatározását is érinti, már akár 2014-ben.
Az amper definíciója a Wikipedia szerint: "Egy amper az elektromos áramerőssége annak az állandó áramnak, amely két egyenes, párhuzamos, végtelen hosszúságú, elhanyagolhatóan kicsiny kör keresztmetszetű és egymástól 1 méter távolságban, vákuumban elhelyezkedő vezetőben fenntartva, e két vezető között méterenként 2·10‒7 newton erőt hoz létre." A jövőben az elektromos töltéshez kötnék a definícióját.
A kelvin a víz hármaspontjának 1/273,16-od része, amit viszont a Boltzmann-állandó alapján akarnak ezentúl meghatározni.
A mól "annak annak a rendszernek anyagmennyisége, amely annyi elemi egységet tartalmaz, mint ahány atom van 0,012 kg szén-12-izotópban." Ezt a jövőben az Avogadro állandó alapján definiálnák.
A kilogramm, ami most egy Párizs melletti vasdarab tömege, akárhogy is változzon annak a tárgynak bármilyen paramétere, a jövőben a Planck állandó, azaz energia és idő alapján lesz meghatározva.
Néhol felmerülhet a tyúk vagy a tojás kérdése, de ezért szépek ezek a feladatok a tudósoknak.

Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése