La corsa per ridefinire il chilogrammo

A Parigi, dietro una porta a volta che richiede tre chiavi per sbloccarlo, è il pezzo più prezioso di platino-iridio nel mondo. Per l'osservatore casuale, è difficile assegnare un valore monetario al grumo, ma per un gruppo di scienziati, è un mucchio di metallo praticamente inestimabile che dà all'oro una corsa per il suo valore.

Questo grumo, dopo tutto, fa il lavoro incredibilmente importante di essere lo standard per il chilogrammo. Ma un gruppo internazionale di ricercatori è al lavoro per ridefinire il chilogrammo e rendere obsoleto questo prezioso oggetto.

"L'artefatto del chilogrammo è in realtà una cosa davvero meravigliosa", afferma Alan Steele, il principale metrologo del National Research Council of Canada. "Ma non è fondamentale, non è di base - è solo una cosa, e se qualcosa è successo a quella cosa saremmo nei guai."

Steele fa parte di un gruppo che crocia per ridefinire il chilogrammo. Il suo peso non cambierebbe - quel ventoso è ancora seduto a circa 2,2 chili - ma Steele ei suoi colleghi pensano che sia giunto il momento per un aggiornamento di massa, basato su una "costante fondamentale" - una proprietà universale intrinseca, simile a qualcosa come la velocità della luce - invece.

Prima di pensare che la crociata del chilogrammo sia opera di un gruppo marginale di scienziati pazzi, non lo è. L'aggiornamento richiede un "tour de force scientifico", afferma Steele, perché la definizione dell'unità basata su costanti fondamentali richiede tre esperimenti, in due diversi metodi, in più paesi. È incredibilmente difficile ottenere consenso su tutti e tre gli esperimenti in entrambi i sistemi. "Questi sono solo esperimenti bellissimi, con concetti grandi e facili da spiegare", dice, "ma l'uomo è il diavolo nei dettagli".

Capire come misurare il chilogrammo richiede di definire la costante fondamentale - conosciuta dai fisici come "la costante di Planck" - entro un'incertezza di 50 parti per miliardo. In inglese? È carino, carino, abbastanza esatto. Alcuni laboratori di chimica stanno misurando questo calcolando il numero di atomi in una sfera di silicio di un chilogrammo. Ma altri stanno usando un approccio di fisica, usando un dispositivo chiamato bilancia Kibble, che usa costanti elettriche ed elettriche per eseguire la misurazione. Il trucco è che gli approcci di chimica e fisica per definire la costante di Planck devono corrispondere - e rendere i sistemi equivalenti non è mai accaduto prima.

Ridefinire le nostre unità di misura è "un evento che si verifica probabilmente una volta nella vita", afferma Stephan Schlamminger, un fisico dell'Istituto nazionale degli standard e della tecnologia. Il suo team ha ottenuto una misura della costante di Planck con un errore di 34 parti per miliardo (in scienza, minore è l'errore, meglio è, quindi 34 parti per miliardo è sicuramente un buon segno rispetto al massimo accettato del settore di 50 parti per miliardo). Finora c'è un consenso internazionale sul numero e Schlamminger spera di avvicinarsi alla perfezione con un errore di 20 parti per miliardo entro il 1 ° luglio 2017, quando l'International Bureau of Weights and Measures raccoglierà tutte le misurazioni da incorporare in la media internazionale. Una volta che tutto ciò si verifica, il numero finale sarà discusso e votato a novembre 2018.

"Per l'utente finale, la transizione sarà senza soluzione di continuità; non saprai la differenza ", dice Schlamminger sul cambiamento. Ma per la comunità scientifica, la ridefinizione di queste unità sarà inestimabile, trasformando quel grumo a Parigi in un simbolo di una nuova comprensione delle misure fondamentali dell'universo - e questo è un vantag gio che la maggior parte dei grumi non ha.