De strijd om de kilogram betreedt het kwantumgebied

In tegenstelling tot de andere zes basiseenheden van de meting (meter, seconde, ampère, kelvin, mol en candela), is de kilogram momenteel geen wiskundige constante. In plaats daarvan is de standaardeenheid van de massa gebaseerd op het gewicht van een echte metalen IRL-cilinder die is vergrendeld in een kluis bij het Internationaal Bureau voor Gewichten en Maatregelen in Sevres, Frankrijk.

Als dat klinkt als de setup voor de saaiste Bond-film ooit, is het dat niet. Maar het is een zeer controversieel compromis dat sinds 1889 geldt, toen de BIPM ermee instemde dat de cilinder bekend zou worden als het 'Internationale prototype Kilogram'. Snel vooruit naar de dag van vandaag, en de gesloten cilinder verliest eigenlijk gewicht, mogelijk omdat het gas vergiet. De kilo-krimp maakt wetenschappers nerveus omdat het de nauwkeurigheid van hun meting ondermijnt. Er is dus een duw om de cilinder te graven voor iets conceptueels en consistents.

Doen zou betekenen dat je nog verder moet graven in controversieel gebied. De nieuwe definitie van de kilo zou gebaseerd zijn op een combinatie van de constante van Planck, een betrouwbare kwantumfysica-eenheid met betrekking tot grootte en Avogadro's aantal, de hoeveelheid moleculen en atomen in één mol substantie.

De exacte waarde van Avogadro's aantal, dat potentieel gelijk is aan een waarde die groter is dan het aantal zandkorrels in de hele wereld, is in de loop der jaren door velen ontweken, hoewel een studie gepubliceerd door wetenschappers van het Italiaanse National Institute of Metrology Research in Turijn in de Journal of Physical and Chemical Reference Data kan dat veranderen. Ze hebben een nauwkeurige berekening van het aantal Avogadro's vastgesteld door het aantal atomen in een bol van silicium met een gewicht van een kilogram te tellen. Met deze berekening kunnen ze de constante van Planck bepalen en vervolgens de kilometermeting opnieuw instellen.

Giovanni Mana, een lid van het National Institute of Metrology Research dat de studie publiceerde, vertelde het Onafhankelijk over het belang van het krijgen van de nieuwe standaardmeting. "Voordat we de kilogram opnieuw definiëren, moeten we aantonen dat de nieuwe realisatie niet te onderscheiden is van de huidige tot de nauwkeurigheid van 's werelds beste evenwicht, anders, als we van de huidige definitie overschakelen naar de nieuwe, alle gebruikers in de wetenschap, industrie en commercie moet de massawaarde van alle bestaande artefacten veranderen."

Als ze het doen en een nieuwe standaard instellen, kan dit leiden tot een beter begrip van de definitieve massa, wat fabrikanten, onderzoekers en extreem gedetailleerd georiënteerde drugsdealers zou helpen.