Hvor mye veier et kilogram? Forskere har utforsket dette tilsynelatende enkle problemet i hundrevis av år.
I 1795 kunngjorde Frankrike en lov som fastsatte «gram» som «den absolutte vekten av vann i en kube hvis volum er lik en hundredels meter ved temperaturen når isen smelter (det vil si 0 °C).» I 1799 oppdaget forskere at volumet av vann er mest stabilt når vannets tetthet er høyest ved 4 °C, så definisjonen av kilogrammet har endret seg til «massen av 1 kubikkdesimeter rent vann ved 4 °C». Dette produserte et originalt kilogram av ren platina, kilogrammet er definert som lik massen, som kalles arkivkilogrammet.
Dette arkivkilogrammet har blitt brukt som referansepunkt i 90 år. I 1889 godkjente den første internasjonale konferansen om metrologi en kopi av en platina-iridium-legering som var nærmest arkivkilogrammet, som det internasjonale originale kilogrammet. Vekten av «kilogram» er definert av en sylinder av en platina-iridium-legering (90 % platina, 10 % iridium), som er omtrent 39 mm i høyde og diameter, og som for tiden lagres i en kjeller i utkanten av Paris.
Internasjonalt originalt kilogram
Siden opplysningstiden har landmålingsmiljøet vært forpliktet til å etablere et universelt landmålingssystem. Selv om det er en mulig måte å bruke det fysiske objektet som målestandard på, vil stabiliteten bli påvirket fordi det fysiske objektet lett kan skades av menneskeskapte eller miljømessige faktorer, og målemiljøet har alltid ønsket å forlate denne metoden så snart som mulig.
Etter at kilogrammet har tatt i bruk den internasjonale, opprinnelige kilogramdefinisjonen, er det et spørsmål som metrologer er svært bekymret for: hvor stabil er denne definisjonen? Vil den endre seg over tid?
Det skal sies at dette spørsmålet ble reist i begynnelsen av definisjonen av masseenheten kilogram. For eksempel, da kilogrammet ble definert i 1889, produserte Det internasjonale byrået for vekter og mål syv kilogramlodd av platina-iridium-legering, hvorav ett er det internasjonale byrået. Det originale kilogrammet brukes til å definere masseenheten kilogram, og de andre seks loddene laget av samme materiale og samme prosess brukes som sekundære referansepunkter for å sjekke om det er avvik over tid mellom hverandre.
Samtidig, med utviklingen av høypresisjonsteknologi, trenger vi også mer stabile og nøyaktige målinger. Derfor ble det foreslått en plan for å omdefinere den internasjonale grunnenheten med fysiske konstanter. Bruk av konstanter for å definere måleenheter betyr at disse definisjonene vil møte behovene til neste generasjon av vitenskapelige oppdagelser.
Ifølge offisielle data fra Det internasjonale byrået for vekter og mål, endret kvalitetskonsistensen til andre originale kilogram og det internasjonale originale kilogrammet seg med omtrent 50 mikrogram i løpet av de 100 årene fra 1889 til 2014. Dette viser at det er et problem med stabiliteten til den fysiske referansen til kvalitetsenheten. Selv om endringen på 50 mikrogram høres liten ut, har den stor innvirkning på noen avanserte industrier.
Hvis de grunnleggende fysiske konstantene brukes til å erstatte den fysiske referanseverdien for kilogram, vil ikke stabiliteten til masseenheten påvirkes av rom og tid. Derfor utarbeidet Den internasjonale komiteen for vekter og mål i 2005 et rammeverk for bruk av grunnleggende fysiske konstanter for å definere noen grunnleggende enheter i det internasjonale enhetssystemet. Det anbefales at Planck-konstanten brukes til å definere masseenheten kilogram, og kompetente laboratorier på nasjonalt nivå oppfordres til å utføre relatert vitenskapelig forskningsarbeid.
Derfor stemte forskere på den internasjonale målekonferansen i 2018 for å offisielt avvikle det internasjonale prototypekilogrammet, og endret Planck-konstanten (symbolet h) som den nye standarden for å omdefinere «kg».
Publisert: 05. mars 2021