Kilogrammet er dødt. Mød Kilogram 2.0

I næsten 150 år har den officielle vægt af et kilo blev bestemt af en skinnende cylinder af platin låst inde i en fransk hvælving.

Kilogrammet, som måleren og den anden, er en af ​​de syv grundlæggende måleenheder (også kendt som International System of Units eller det metriske system, "SI" for kort). Disse blev først formaliseret i 1875 -metertraktaten. Dengang, den bedste måde at blive enige om vægten på et kilo på var at smede en enkelt hunk af metal og kalde det "Le Grand K." Og i mere end et århundrede, alle videnskabelige skalaer blev kalibreret tilbage til det ene fysiske referencepunkt (med kopier gemt i et dusin lande).

Men selv faste genstande kan ændre sig over tid. Da Le Grand K blev vejet i 1980'erne, det var et par mikrogram lettere, hvilket betyder, at alle meget præcise videnskabelige skalaer (ikke den på dit badeværelse) skulle kalibreres igen. Det er det, nørder kalder en rigtig smerte i massen.

Heldigvis hold af metrologer var allerede i gang med sagen (metrologi er videnskaben om vægte og mål), søger efter en universel konstant, der ville generere en fast værdi for det kilogram, der er sandt nu og en million år fra nu.

De havde allerede fundet en sådan fysikreparation for det andet, som blev omdefineret i 1967 fra 1/86, 400. om dagen til noget meget mere forvirrende, men konstant. Det tager 9, 192, 631, 770 svingninger af en særlig mikrobølgestråle for at excitere atomer i isotopen cæsium-133 til et højere energiniveau. Da dette tal aldrig vil ændre sig (i modsætning til den nøjagtige længde på en dag), det er dit nye sekund!

Det samme for måleren. I stedet for at blive defineret som længden på en enkelt, meter lang metalpæl smedet tilbage i 1889, det blev redefineret i 1983, da lysets afstand bevæger sig i et vakuum i 1/299, 792, 458. sekund.

Det var først i 2017, at forskere, der arbejder ved U.S.National Institute of Standards and Technology (NIST) og lignende organer verden over, endelig blev enige om en universalkonstant for kilogrammet. Præstationen krævede at løse et af de mest tornede fysiske problemer i det sidste århundrede, kommer med en numerisk værdi for Plancks konstant.

Uden at blive for teknisk (du kan gøre det her), fysikeren Max Planck beviste i 1900, at stof frigiver energi i diskrete bidder kaldet "quanta". Hans ligning til måling af disse energipakker inkluderede en konstant kaldet h , hidtil kendt som Plancks konstant. Tak til Einstein, vi ved, at energi og masse hænger sammen matematisk, så fysikere fandt ud af, at Plancks konstant (som er en fast energienhed) kunne give verdens mest nøjagtige måling af masse.

At beregne den nøjagtige værdi af Plancks konstante tog årtier og en del seriøs teknologisk innovation (specifikt en smart enhed kaldet en Kibble Balance), men nu ved selv distraherede børnehavebørn, at Plancks konstant er 6.626070150 × 10 ^-34 kg⋅m ² /s. Jeg mener, duh.

I midten af ​​november, på det årlige møde for International Bureau of Weights and Measures (BIPM) i Versailles, Frankrig, repræsentanter fra mere end 60 lande stemte for at godkende en ny og evig definition af kilogrammet beregnet af Planck -konstanten. Ikke mere hunk af metal - kilogrammassen er nu bundet til Plancks konstant. Nye definitioner blev også annonceret for SI -enheder ampere (elektrisk strøm), kelvin (temperatur) og mol (antal molekyler eller atomer i et element). Disse nye definitioner trådte i kraft den 20. maj, 2019.

Den originale platin kilogram prototype forbliver i den underjordiske franske hvælving, mens utallige generationer af forskere gør livsændrende opdagelser ved hjælp af kilogrammet 2.0.

Jon Pratt, en af ​​de vigtigste metrologer ved NIST, fik en tatovering af Planck -konstanten for at fejre præstationen i 2017.