Ein Metallzylinder befindet sich in drei verschachtelten Glocken, die in einem temperaturgesteuerten Gewölbe des Internationalen Büros für Gewichte und Maße in Sevres, Frankreich, untergebracht sind. Dieser Metallzylinder, auch als Big K bekannt, ist eine Legierung aus Platin und Iridium und wurde weltweit als Gewichtsstandard verwendet. Das wird sich aber bald ändern. Während der 26. Sitzung der Generalkonferenz für Gewicht und Messungen in Versailles, Frankreich, stimmten kürzlich Vertreter aus mehr als 60 Ländern für eine Neudefinition des Kilogramms. Es wurde vorgeschlagen, anstelle eines physikalischen Objekts die Planck-Konstante zu verwenden, ein grundlegender Faktor in der Physik. Dieser unendlich kleine Wert enthält 33 Nullen nach seinem Dezimalpunkt und definiert die Lichtpakete, die als Photonen in jedem Teil des Universums bekannt sind.
Der Leiter des Nationalen Instituts für Standards und Technologie, Stephen Schlamminger, der mit einem Team internationaler Wissenschaftler zusammengearbeitet hat, um das Gewicht gemäß der Planck-Konstante neu zu definieren, sagte: “Diese fundamentale Konstante ist in die Struktur des Universums eingewebt.” Das Beste an dieser Neudefinition ist, dass sie über Jahrhunderte konstant bleibt und selbst der Standort sie nicht beeinflusst. Das Kilogramm ist eine der sieben Basiseinheiten, die vom Internationalen Einheitensystem definiert werden. Diese Einheiten helfen uns in unserem täglichen Leben, sei es in der Herstellung, im Handel oder bei wissenschaftlichen Innovationen.
Das metrische System wurde Ende des 18. Jahrhunderts eingeführt und ist seitdem das internationale Einheitensystem. Es wurde in der Hoffnung präsentiert, den Alltag zu vereinfachen und wie “Etwas für alle Zeiten, für alle Menschen” Schlamminger sagt. Die meisten metrischen Einheiten basierten auf natürlichen Dingen, erklärte Richard Davis, Physiker am Internationalen Büro für Gewichte und Maße, da der Zähler der 10.000.000ste Teil der Entfernung vom Äquator zum Nordpol war, der durch Paris und Paris führte Das Kilogramm wurde definiert. wie die Masse eines Liters destillierten Wassers an seinem Gefrierpunkt.
Davis sagte: “Sie hatten einfach nicht die Technologie oder die Wissenschaft, um erfolgreich zu sein.” Im Juni 1799 wurden zwei Standards aus Platin eingeführt, ein Meter, der die Stange definiert, und ein Zylinder, der das Kilogramm definiert. Für zusätzliche Stabilität wurden diese Standards mit einer Platin- und Iridiumlegierung verstärkt und sicher gehalten. Selbst dann ist diese Abhängigkeit von einem physischen Objekt nicht für alle Zeiten gegeben, da sie sich mit der Zeit abnutzt. Und da diese Prototypen verschlossen und verschlossen waren, waren sie nicht jedermanns Sache.
Big K war im Rennen der Bullen in Ordnung. Wissenschaftler haben mehrere Kopien aus der ganzen Welt für Ihren Gebrauch angefertigt. In seinen 130 Jahren Gefangenschaft wurde es nur dreimal veröffentlicht, um mit seinen Kopien verglichen zu werden. Bei jedem Vergleich stellten die Wissenschaftler fest, dass Sie möglicherweise Gewicht verlieren. In all diesen Jahren gingen insgesamt 50 Milligramm verloren. Dies mag klein erscheinen, ist aber ein beträchtlicher Unterschied in Bereichen wie der Medizin. Es betrifft auch viele andere Einheiten wie Newton, die auf der Masse definiert sind.
Um dieses Problem zu lösen, hat die Generalkonferenz für Gewichte und Maße 2011 eine Resolution zur Neudefinition von Kilogramm, Ampere, Kelvin und Maulwurf verabschiedet. Wissenschaftler auf der ganzen Welt haben hart gearbeitet, um eine Lösung zu finden. Es wurden zwei Möglichkeiten vorgeschlagen, die in Betracht gezogen werden konnten, und beide wurden mit der Planck-Konstante verknüpft. Der erste Vorschlag basierte auf der Kibble-Waage, ähnlich einer klassischen Balkenwaage mit Pfannen an beiden Enden. Um das Gewicht von etwas zu messen, wird eine bekannte Masse auf einer Seite und eine unbekannte Masse auf der anderen Seite platziert. Der Balkenausgleich funktioniert aufgrund der Schwerkraft, aber der Kibble-Ausgleich hat ein etwas anderes System.
Die Kibble-Waage verwendet anstelle eines der Tabletts eine Spule in einem Magnetfeld. Durch den Vergleich der Masse mit ihren elektromagnetischen Eigenschaften können Wissenschaftler die Planck-Konstante genau messen. Die zweite Lösung bestand darin, ein weiteres kugelförmiges Objekt aus kristallinem Silizium-28 zu erzeugen. Durch Berechnung der genauen Anzahl der Atome in der Kugel können Wissenschaftler den Wert der Avogadro-Zahl berechnen und ihn dann in die Planck-Konstante umwandeln. Der Wert der Planck-Konstanten erwies sich als unendlich klein: 0,00000000000000000000000000000000000662607015 Quadratkilogramm pro Sekunde. Mit Hilfe dieser beiden Methoden können Wissenschaftler das Kilogramm mit einer Unsicherheit von 1 / 100.000.000 messen. Die neuen Änderungen werden am 20. Mai 2019 in Kraft treten. Obwohl die Messung grundlegender Dinge im Haushalt möglicherweise nicht beeinflusst wird, wird die Neudefinition sicherlich Auswirkungen auf industrielle Prozesse wie die Arzneimittelherstellung haben.
