Hversu mikið vegur kílógramm? Vísindamenn hafa kannað þetta einfalda vandamál í hundruð ára.
Árið 1795 setti Frakkland lög sem kváðu á um að „gramm“ væri „alþyngd vatns í teningi sem jafngildir einum hundraðasta úr metra við hitastigið þegar ísinn bráðnar (þ.e. 0°C).“ Árið 1799 uppgötvuðu vísindamenn að rúmmál vatns er stöðugast þegar eðlisþyngd þess er mest við 4°C, þannig að skilgreining kílógrammsins hefur breyst í „massi 1 rúmdesímetra af hreinu vatni við 4°C“. Þetta leiddi til upprunalegs kílógramms af hreinni platínu, kílógrammið er skilgreint sem jafnt massa þess, sem kallast skjalakílógramm.
Þetta kílógramm, sem er varðveitt úr safni, hefur verið notað sem viðmið í 90 ár. Árið 1889 samþykkti fyrsta alþjóðlega ráðstefnan um mælifræði eftirlíkingu af platínu-iridíum málmblöndu sem var næst varðveitta kílógramminu sem alþjóðlegt upprunalegt kílógramm. Þyngd „kílógramms“ er skilgreind sem sívalningur úr platínu-iridíum málmblöndu (90% platína, 10% iridíum), sem er um það bil 39 mm á hæð og í þvermál, og er nú geymdur í kjallara í útjaðri Parísar.
Alþjóðlegt upprunalegt kílógramm
Frá upplýsingartímanum hefur landmælingasamfélagið verið staðráðið í að koma á fót alhliða landmælingakerfi. Þótt það sé raunhæf leið að nota efnislegan hlut sem mæliviðmið, þá hefur stöðugleiki hans áhrif vegna þess að hann skemmist auðveldlega af manngerðum eða umhverfisþáttum og mælingasamfélagið hefur alltaf viljað hætta þessari aðferð eins fljótt og auðið er.
Eftir að kílógrammið tekur upp alþjóðlegu upprunalegu skilgreininguna á kílógrammi, vaknar spurning sem mælifræðingar hafa miklar áhyggjur af: hversu stöðug er þessi skilgreining? Mun hún breytast með tímanum?
Það skal tekið fram að þessi spurning kom upp í upphafi skilgreiningarinnar á massaeiningunni kílógrammi. Til dæmis, þegar kílógrammið var skilgreint árið 1889, framleiddi Alþjóðastofnunin um þyngdir og mælingar sjö kílógrammlóð úr platínu-iridíum málmblöndu, þar af eitt alþjóðlegt. Upprunalega kílógrammið er notað til að skilgreina massaeininguna kílógramm, og hin sex lóðin, sem eru úr sama efni og með sama ferli, eru notuð sem aukaviðmið til að athuga hvort það sé einhver frávik með tímanum á milli.
Á sama tíma, með þróun nákvæmrar tækni, þurfum við einnig stöðugri og nákvæmari mælingar. Þess vegna var lögð til áætlun um að endurskilgreina alþjóðlegu grunneininguna með eðlisfræðilegum föstum. Með því að nota fasta til að skilgreina mælieiningar munu þessar skilgreiningar uppfylla þarfir næstu kynslóðar vísindalegra uppgötvana.
Samkvæmt opinberum gögnum Alþjóðastofnunarinnar um þyngd og mál breyttist gæðasamræmi annarra upprunalegra kílógramma og alþjóðlegs upprunalega kílógramms um 50 míkrógrömm á 100 árum, frá 1889 til 2014. Þetta sýnir að vandamál er með stöðugleika efnislegs viðmiðunar gæðaeiningarinnar. Þótt breytingin um 50 míkrógrömm hljómi lítil, hefur hún mikil áhrif á sumar háþróaðar atvinnugreinar.
Ef grunn eðlisfræðilegir fastar eru notaðir í staðinn fyrir kílógramma eðlisfræðilega viðmiðun, mun stöðugleiki massaeiningarinnar ekki verða fyrir áhrifum af rúmi og tíma. Þess vegna, árið 2005, dró Alþjóðanefndin um þyngd og mál sem ramma fyrir notkun grunn eðlisfræðilegra fasta til að skilgreina nokkrar grunneiningar Alþjóðaeiningakerfisins. Mælt er með að Planck-fastinn verði notaður til að skilgreina massaeininguna kílógramm, og hæfum rannsóknarstofum á landsvísu er hvatt til að framkvæma tengdar vísindarannsóknir.
Þess vegna, á alþjóðlegu ráðstefnunni um mælifræði árið 2018, kusu vísindamenn að hætta formlega notkun alþjóðlega frumgerðarkílógrammsins og breyta Planck-stuðlinum (táknið h) sem nýjan staðal til að endurskilgreina „kg“.
Birtingartími: 5. mars 2021