Berapakah berat sekilogram? Para saintis telah meneroka masalah yang kelihatan mudah ini selama beratus-ratus tahun.
Pada tahun 1795, Perancis mengisytiharkan undang-undang yang menetapkan "gram" sebagai "berat mutlak air dalam kubus yang isipadunya sama dengan seperseratus meter pada suhu apabila ais cair (iaitu, 0°C)." Pada tahun 1799, saintis mendapati bahawa isipadu air adalah paling stabil apabila ketumpatan air paling tinggi pada 4°C, jadi takrifan kilogram telah berubah kepada "jisim 1 desimeter padu air tulen pada 4°C. ”. Ini menghasilkan kilogram asli platinum tulen, kilogram ditakrifkan sebagai sama dengan jisimnya, yang dipanggil kilogram arkib.
Kilogram arkib ini telah digunakan sebagai penanda aras selama 90 tahun. Pada tahun 1889, Persidangan Antarabangsa Pertama mengenai Metrologi meluluskan replika aloi platinum-iridium yang paling hampir dengan kilogram arkib sebagai kilogram asal antarabangsa. Berat "kilogram" ditakrifkan oleh silinder platinum-iridium (90% platinum, 10% iridium), yang mempunyai ketinggian dan diameter kira-kira 39 mm, dan kini disimpan di ruang bawah tanah di pinggir Paris.
Kilogram asal antarabangsa
Sejak Zaman Pencerahan, komuniti ukur telah komited untuk mewujudkan sistem tinjauan sejagat. Walaupun ia adalah cara yang boleh dilaksanakan untuk menggunakan objek fizikal sebagai penanda aras pengukuran, kerana objek fizikal mudah rosak oleh faktor buatan manusia atau persekitaran, kestabilan akan terjejas, dan komuniti pengukuran sentiasa mahu meninggalkan kaedah ini secepat mungkin. seboleh mungkin.
Selepas kilogram mengguna pakai definisi kilogram asal antarabangsa, terdapat persoalan yang sangat dibimbangkan oleh ahli metrologi: sejauh manakah kestabilan definisi ini? Adakah ia akan hanyut dari semasa ke semasa?
Harus dikatakan bahawa persoalan ini ditimbulkan pada permulaan definisi unit jisim kilogram. Sebagai contoh, apabila kilogram ditakrifkan pada tahun 1889, Biro Timbang dan Sukat Antarabangsa menghasilkan 7 berat aloi platinum-iridium kilogram, salah satunya ialah Antarabangsa Kilogram asal digunakan untuk menentukan unit jisim kilogram, dan 6 berat yang lain. diperbuat daripada bahan yang sama dan proses yang sama digunakan sebagai penanda aras sekunder untuk memeriksa sama ada terdapat hanyut dari semasa ke semasa antara satu sama lain.
Pada masa yang sama, dengan pembangunan teknologi berketepatan tinggi, kita juga memerlukan pengukuran yang lebih stabil dan tepat. Oleh itu, rancangan untuk mentakrifkan semula unit asas antarabangsa dengan pemalar fizikal telah dicadangkan. Menggunakan pemalar untuk mentakrifkan unit ukuran bermakna takrifan ini akan memenuhi keperluan penemuan saintifik generasi seterusnya.
Menurut data rasmi Biro Timbang dan Sukat Antarabangsa, dalam tempoh 100 tahun dari 1889 hingga 2014, konsistensi kualiti kilogram asal lain dan kilogram asal antarabangsa berubah sebanyak kira-kira 50 mikrogram. Ini menunjukkan terdapat masalah dengan kestabilan penanda aras fizikal unit kualiti. Walaupun perubahan 50 mikrogram kedengaran kecil, ia mempunyai kesan yang besar kepada beberapa industri mewah.
Jika pemalar fizikal asas digunakan untuk menggantikan penanda aras fizikal kilogram, kestabilan unit jisim tidak akan terjejas oleh ruang dan masa. Oleh itu, pada tahun 2005, Jawatankuasa Antarabangsa bagi Timbang dan Sukat telah merangka rangka kerja untuk penggunaan pemalar fizikal asas untuk mentakrifkan beberapa unit asas Sistem Unit Antarabangsa. Adalah disyorkan bahawa pemalar Planck digunakan untuk menentukan unit jisim kilogram, dan makmal peringkat kebangsaan yang kompeten digalakkan untuk menjalankan kerja penyelidikan saintifik yang berkaitan.
Oleh itu, pada Persidangan Antarabangsa Metrologi 2018, saintis mengundi untuk menyahtauliah secara rasmi prototaip kilogram antarabangsa, dan menukar pemalar Planck (simbol h) sebagai standard baharu untuk mentakrifkan semula "kg".
Masa siaran: Mac-05-2021