Το νέο άυλο κιλό

Από χθες, 20 Μαΐου, οπότε γιορτάζεται η Παγκόσμια Ημέρα Μετρολογίας, το κιλό έπαψε και επίσημα να ορίζεται με βάση ένα χειροπιαστό υλικό πράγμα, αλλά θεωρείται πια κάτι αφηρημένο που έχει να κάνει με το φως και την ενέργεια. Από το 1889 και μέχρι χθες σημείο αναφοράς του κιλού ήταν το Μεγάλο “Κ”, ένας κύλινδρος από πλατίνα και ιρίδιο, διαμέτρου και ύψους 39 χιλιοστών, που ζύγιζε ένα κιλό και φυλασσόταν στη Γαλλία. Πλέον οι φυσικοί το αντικατέστησαν με μια “ασώματη” μέτρηση που βασίζεται στα φωτόνια και στη σταθερά του Πλανκ.

Η απόφαση για την αντικατάσταση του σημείου αναφοράς του κιλού είχε ληφθεί ομόφωνα τον Νοέμβριο του 2018 κατά τη διεθνή Γενική Διάσκεψη Μέτρων και Σταθμών στις Βερσαλλίες. Το κιλό θα είναι πια αμετάβλητο και δεν θα μεταβάλλεται με το πέρασμα του χρόνου, έστω και αδιόρατα, όπως συνέβαινε με τον κύλινδρο, ο οποίος έχανε άτομα κατά καιρούς (τα τελευταία 130 χρόνια είχε συνολικά χάσει περίπου 50 μικρογραμμάρια).

Πλέον το κιλό είναι μια αφηρημένη ιδέα, που έχει την ίδια ισχύ οπουδήποτε στο σύμπαν και όχι ένας κύλινδρος που θα ζύγιζε λιγότερο στη Σελήνη από ό,τι στη Γη λόγω της διαφοράς βαρύτητας. Το νέο κιλό βασίζεται στη θεμελιώδη σχέση μεταξύ μάζας-ενέργειας (το διάσημο Ε=mc² του Αϊνστάιν) και στην κβαντική σταθερά του Πλανκ που είναι αμετάβλητη στο σύμπαν. Η μάζα του νέου κιλού αντιστοιχεί στην ενέργεια 1,4755214 x 10^40 φωτονίων με τη συχνότητα ενός ατομικού ρολογιού καισίου.

Στην πράξη βέβαια δε θα αλλάξει κάτι, αφού όσο ζύγιζε ένας άνθρωπος με το παλιό κιλό, θα συνεχίσει να ζυγίζει και με το νέο. Η διαφορά θα γίνει περισσότερο αισθητή σε περιπτώσεις επιστημονικών εφαρμογών που απαιτούν μετρήσεις υψίστης ακριβείας.

Χθες επίσης τέθηκαν σε ισχύ και οι νέοι ορισμοί τριών ακόμη μονάδων: του κέλβιν, του αμπέρ και του γραμμομορίου. Το αμπέρ ορίζεται πλέον με βάση το φορτίο του ηλεκτρονίου, το κέλβιν με βάση τη Σταθερά Μπόλτζμαν και το γραμμομόριο με βάση τη Σταθερά Αβογκάντρο.

Οι άλλες τρεις μονάδες (δευτερόλεπτο, μέτρο και καντέλα ή κηρίο) είχαν ήδη ορισθεί στο παρελθόν με βάση κάποια φυσική σταθερά. Για παράδειγμα, από το 1983 το μέτρο ορίζεται με βάση την ταχύτητα του φωτός, ως η απόσταση την οποία ταξιδεύει το φως στο κενό σε χρόνο 1/299.792.458 δευτερολέπτων

Με πληροφορίες από το ΑΠΕ-ΜΠΕ