Le kilogramme standard a changé. C’est pourquoi

Un cylindre en métal est logé dans trois cloches imbriquées qui sont placées dans une voûte à température contrôlée du Bureau international des poids et mesures à Sèvres, France. Ce cylindre métallique, également connu sous le nom de Big K, est un alliage de platine et d’iridium et a été utilisé comme étalon de poids dans le monde entier. Mais cela va bientôt changer. Récemment, lors de la 26e réunion de la Conférence générale sur le poids et les mesures à Versailles, en France, des représentants de plus de 60 pays ont voté pour redéfinir le kilogramme. Il a été suggéré qu’au lieu d’utiliser un objet physique, il serait basé sur la constante de Planck, un facteur fondamental en physique. Cette valeur infiniment petite contient 33 zéros après sa virgule décimale et définit les paquets de lumière appelés photons dans chaque partie de l’univers.

Stephen Schlamminger, responsable de l’Institut national des normes et de la technologie, qui a travaillé avec une équipe de scientifiques internationaux sur la redéfinition du poids selon la constante de Planck, a déclaré: “Cette constante fondamentale est tissée dans la structure de l’univers.” La meilleure partie de cette redéfinition est qu’elle restera constante pendant des siècles et même l’emplacement ne l’affectera pas. Le kilogramme est l’une des sept unités de base définies par le Système international d’unités. Ces unités nous aident dans notre vie quotidienne, que ce soit la fabrication, le commerce ou l’innovation scientifique.

Le système métrique a été introduit à la fin des années 1700 et est depuis lors devenu le système international d’unités. Il a été présenté dans l’espoir de simplifier la vie quotidienne et comme “Quelque chose pour tous les temps, pour tout le monde” dit Schlamminger. La plupart des unités métriques étaient basées sur des choses naturelles, a expliqué Richard Davis, qui est physicien au Bureau international des poids et mesures, car le mètre correspondait à la partie de 10000000 de la distance de l’équateur au pôle Nord qui traversait Paris et le kilogramme a été défini. comme la masse d’un litre d’eau distillée à son point de congélation.

Davis a déclaré: “Ils n’avaient tout simplement pas la technologie ou la science pour réussir.” En juin 1799, deux étalons en platine ont été introduits, un calibre qui définit la barre et un cylindre qui définit le kilogramme. Pour une stabilité accrue, ces normes ont été renforcées avec un alliage platine-iridium et maintenues en toute sécurité. Même dans ce cas, cette dépendance à un objet physique n’est pas éternelle, car elle a tendance à s’user avec le temps. Et étant verrouillés et verrouillés, ces prototypes n’étaient pas pour tout le monde.

Big K a été bon dans la course. Les scientifiques en ont fait plusieurs copies que tout le monde peut utiliser. Seulement trois fois en 130 ans de captivité, il a été relâché pour être comparé à ses exemplaires. À chaque comparaison, les scientifiques ont réalisé qu’il pouvait perdre du poids. Un total de 50 milligrammes ont été perdus au cours de toutes ces années. Cela peut sembler minime, mais c’est une différence considérable dans des domaines comme la médecine. Il affecte également de nombreuses autres unités telles que Newton, qui sont définies sur la masse.

Pour surmonter ce problème, la Conférence générale sur les poids et mesures a adopté une résolution en 2011 pour redéfinir les kilogrammes, ampères, Kelvin et mole. Les scientifiques du monde entier ont travaillé dur pour trouver une solution. Deux possibilités ont été suggérées qui pourraient être envisagées et toutes deux étaient liées à la constante de Planck. La première suggestion était basée sur la balance Kibble, quelque chose de similaire à une balance à poutre classique avec des casseroles aux deux extrémités. Pour mesurer le poids de quelque chose, vous placez une masse connue d’un côté et la masse inconnue de l’autre. L’équilibrage des faisceaux fonctionne en raison de la gravité, mais l’équilibrage des croquettes a un système légèrement différent.

La balance Kibble utilise une bobine dans un champ magnétique au lieu de l’un des plateaux. En comparant la masse avec ses propriétés électromagnétiques, les scientifiques peuvent effectuer une mesure exacte de la constante de Planck. La deuxième solution était de créer un autre objet sphérique en silicium cristallin-28. Ensuite, en calculant le nombre précis d’atomes dans la sphère, les scientifiques peuvent calculer la valeur du nombre d’Avogadro, puis le convertir en constante de Planck. La valeur des constantes de Planck s’est avérée être infiniment petite: 0,00000000000000000000000000000000000662607015 kilogrammes au carré par seconde. À l’aide de ces deux méthodes, les scientifiques peuvent mesurer le kilogramme avec une incertitude de 1/100 000 000. Les nouveaux changements entreront en vigueur le 20 mai 2019. Bien que la mesure des choses de base à la maison ne soit pas affectée, la redéfinition aura sans aucun doute un impact sur les processus industriels tels que la fabrication de médicaments.