AR KILOGRAMAS PRARANDA SAVO MASĘ?

2011-04-27 16:41
mokslasplius.lt inf.

Siekis užtikrinti, kad kilogramas sviesto iš tikrųjų sveria kilogramą, o pieno litras tikrai sudaro litrą, yra vyriausybinių organizacijų, kurios dirba su matų vienetais, reikalas. Tačiau dabar mokslininkai yra susirūpinę dėl golfo kamuoliuko dydžio metalo gabalo, kuris naudojamas kaip kilogramo svorio standartas.

Keletas tokių kilogramo prototipų buvo pagaminta per keletą metų, septyni iš kurių yra saugomi Tarptautinio svorių ir matų biuro (International Bureau of Weights and Measure) saugykloje, esančioje Sevro (Sevres) komunoje, Paryžiuje. Vienas tokių prototipų vadinamas Tarptautiniu prototipu.

Šie kilogramo prototipai yra kartas nuo karto pasveriami. Paskutinio svėrimo metu, vykusio 1990 metais, buvo pastebėtas labai keistas dalykas – prototipų svoris skiriasi. Pavyzdžiui, Tarptautinio prototipo svoris buvo mažesnis penkiasdešimt mikrogramų lyginant jį su kitais prototipais. Tai reiškia, arba Tarptautinio prototipo svorio sumažėjimą, arba kitų svorio padidėjimą, o, galbūt, visų svoris kinta. Taip pat niekas nežino priežasties, kodėl svoris kinta.

Amerikiečiai gali manyti, kad kilogramo apibrėžimas jų visai neveikia. Bet taip nėra, nes 1893 metais svaras yra apibrėžtas, kaip išvestinis dydis iš kilogramo.

Penkiasdešimt mikrogramų nepaveiks perkančio svarą kavos Amerikoje ar kilogramą bulvių Vokietijoje. Tai labai mažas efektas. Jis atitinka mažo smėlio grūdelio svorį ir, tai neturi pasekmių. Žmonės, dirbantys aukščiausiame mokslo lygmenyje, bus paveikti šio reiškinio.

Mokslininkams, kuriems labai tikslūs matavimai yra svarbūs, tai yra labai svarbus dalykas. Todėl jie nutarė pradėti dirbti kuriant naują standartą, kuris būtų gaunamas iš universaliųjų konstantų, tai yra matavimais besiremiančiais moksliniais principais, o ne objektais, kurių dydis ar kitos savybės gali skirtis.

Pavyzdžiui, metro standartas yra apibrėžiamas kaip kelio ilgis, kurį nueina šviesa vakuume per laiko intervalą, lygų vienai 299 792 458 sekundės daliai. Vėl amerikiečiams, kurie sunkiai supranta kuo kilometras skiriasi nuo kleptomano, pėda yra apibrėžta per 0,3048 metro.

Tarptautinėje vienetų sistemoje (International System of Units) yra septyni pagrindiniai vienetai. Ir visi iš jų, išskyrus kilogramą, yra apibrėžti per universaliąsias konstantas. Vienintelio kilogramo apibrėžimą lemia metalo cilindras, pagamintas iš devyniasdešimties procentų platinos ir dešimties procentų iridžio.

Visa ši sistema buvo pradėta kurti Prancūzijoje po 1789 metų revoliucijos, kai buvo nutarta sukurti universalią matų sistemą ir atsikratyti tuo metu Europoje vyravusio matavimo vienetų mišinio. Tuo metu Europoje matavimo vienetai, galima sakyti, rėmėsi vos ne dabartinio karaliaus rankų ilgiu. Kas atsitiks, jei į valdžią ateis naujas karalius?

Naujoji sistema buvo pradėta taikyti kitų pasaulio šalių devynioliktame amžiuje, kai industrializacija ir tarptautinė prekyba parodė tokios matavimo vienetų sistemos svarbą.

Tačiau kilogramui nėra lengva rasti universalių konstantų rinkinio.

Vienas pasiūlymas buvo sukurti tikslią gryno silicio sferą, kuri svertų tiksliai vieną kilogramą, ir tada suskaičiuoti, kiek silicio atomų yra tokioje sferoje. Kilogramas būtų apibrėžtas pagal suskaičiuotų silicio atomų svorį. Tai atrodo paprasta, bet techniškai realizuoti yra nepaprastai sudėtinga.

Kita idėja rėmėsi Planko konstantos panaudojimu. Mokslininkų grupės iš Didžiosios Britanijos, Jungtinių Amerikos Valstijų, Šveicarijos ir Prancūzijos atliko eksperimentus, bet gavo skirtingus skaičius, apibrėžiančius kilogramą. Tai nereiškia, kad Žemė juda po mūsų kojomis, paprasčiausiai matavimai nėra tokie tikslūs, kad būtų galima užregistruoti ypatingai mažus dalykus.

Šiuo metu kilogramas vis dar yra susijęs su platinos ir iridžio cilindru, saugomu Paryžiuje. Sekantis Svorių ir matų generalinės konferencijos susitikimas, kuris galėtų priimti naują kilogramo apibrėžimą, yra numatytas 2015 metais.