18.11.2018 15:00 | Veda

Starý kilogram odchádza do dôchodku. Prichádza nový a presnejší

Ilustračná snímka
Ilustračná snímka Zdroj: iStock

Nové definície budú v platnosti od mája budúceho roka.

Staré meradlo kilogramu sa po viac ako storočí poberie do zaslúženého dôchodku. Bude mať novú a presnejšiu definíciu. Automaticky sa zmení aj definícia ďalších troch zo siedmich jednotiek Medzinárodnej sústavy jednotiek (SI).

Tento zámer bol schválený v piatok 16. novembra na Generálnej konferencii o váhach a mierach v Paríži. Zmena v určovaní jednotiek SI sústavy nastane od 20. mája 2019, čo je zároveň Svetový deň metrológie.

Bežní ľudia tieto zmeny prakticky nepocítia, no vedci ich uvítajú, pretože sa pri svojich experimentoch budú môcť oprieť o presnejšie definované jednotky. Nové etalóny, vychádzajúce z fyzikálnych konštánt, budú univerzálne prístupné a časovo stabilné.

Informáciu priniesol web Národného fyzikálneho laboratória (NPL) v Anglicku.

Na báze fyzikálnych konštánt

Až štyri zo siedmich základných jednotiek sústavy SI nie sú definované pomocou fyzikálnych konštánt. Medzi ne patrí jednotka elektrického prúdu, ampér, jednotka teploty, kelvin, jednotka množstva látky, mól a jednotka hmotnosti, kilogram.

Ďalšie tri: meter, sekunda a kandela sú z tohto hľadiska v poriadku. Napríklad meter je dĺžka dráhy, ktorú prejde svetlo vo vákuu za 1/299792458 sekundy a sekundu určuje čas zodpovedajúci 9 192 631 770 osciláciám žiarenia atómu cézia.

Zložená snímka kopy galaxií XLSSC006. Vznikla skombinovaním röntgenových údajov z prieskumu XXL (purpurová farba) s optickými a infračervenými, ktoré boli získané ďalekohľadom CFHT na Havaji.
Čítajte aj Teória vesmíru má štrbiny. Čoskoro uvidíme, či platí

Problematický kilogram

Na druhej strane je asi najproblematickejšou jednotkou kilogram. Jeho etalónom je kus kovu, zložený z 90 percent platiny a 10 percent irídia. Nachádza sa v trezore vo Francúzsku. Tento medzinárodný prototyp kilogramu (IPK) je oficiálnym štandardom už od roku 1889.

Podľa neho vyhotovili 40 kópií, ktoré vlastnia príslušné inštitúcie na celom svete. Slúžia ako národné normy a príležitostne sa posielajú späť do Francúzska na porovnanie s prototypom.

Napriek tomu, že sú tieto etalóny uložené v chránených prostrediach, za posledných 130 rokov nabrali na seba rôzne množstvo mikroskopických nečistôt. Aj keď sú pravidelne čistené, pri ich porovnávaní bývajú zistené rozdiely a definícia kilogramu musí byť neustále aktualizovaná. Hoci sú rozdiely minimálne, dokážu narobiť problémy v presných vedeckých experimentoch.

Etalón kilogramu a jeho pravidelné čistenie. fotogaléria / 2
Etalón kilogramu a jeho pravidelné čistenie. Zdroj: BIPM

Nutnosť nového štandardu

Metrológovia preto už niekoľko rokov hovorili o potrebe nového štandardu. Teraz je konečne schválená nová definícia kilogramu na základe Planckovej konštanty, ktorá je na rozdiel od IPK použiteľná vždy a všade.

Ampér bude definovaný elementárnym elektrickým nábojom, kelvin Boltzmannovou konštantou a mól Avogadrovou konštantou.

Presnejšie merania

„Nové definície výrazne zlepšia chápanie a eleganciu výučby o jednotkách. Otvoria cestu k neobmedzenému zlepšovaniu presnosti meraní. Výrazne zlepšia presnosť a rozšíria možnosti presného merania veľmi malých a veľmi veľkých množstiev,“ povedal emeritný riaditeľ Medzinárodného úradu pre miery a váhy (BIPM) Terry Quinn.

Podľa Quinna vyzerá nový systém na prvý pohľad zložito ale napriek tomu môže byť ľahko pochopiteľný pre každého. On sám už dávnejšie postavil jednoduchú elektromechanickú Wattovu váhu z Lega, ktorá meria hmotnosť priamo na báze Planckovej konštanty.

Diskusia 18 Príspevkov