כמה זה קילוגרם? הנה מגיעה דרך חדשה למדוד את זה

עד כה, מסת גליל מתכת ננעל בצרפת. כעת, מוגדר מחדש על בסיס קבוע פיזיקה.

העתק של Le Grand K ב-BIPM בצרפת. חתיכת המתכת הגלילית, התקן לקילוגרם מאז 1889, אמורה לאבד את המעמד הזה. (צילום רויטרס)

כמה זה קילוגרם? במהלך מאות השנים, הוא הוגדר והוגדר מחדש, עם תקן מאז 1889. המכונה Le Grand K, גליל של פלטינה אירידיום נעול בצנצנת בלשכה הבינלאומית למשקלים ומידות (BIPM) בסבר, ליד פריז. במשך כמעט 130 שנה, המסה של גליל זה היא התקן הבינלאומי לקילוגרם.

קרא את הסיפור הזה בבנגלית

לא עוד. ביום שישי הצביעו נציגים מ-60 מדינות בוורסאי, צרפת, להגדרה מחדש של SI, או מערכת היחידות הבינלאומית. הקילוגרם, יחידת ה-SI למסה, היא אחת מארבע יחידות יסוד המוגדרות מחדש, האחרות הן אמפר (זרם), קלווין (טמפרטורה) והשומה (כמות החומר). הגדרת הקילוגרם תתבסס כעת על מושג פיזיקה שנקרא קבוע פלאנק. השינויים נכנסים לתוקף ב-20 במאי 2019. מדוע להגדיר מחדש את יחידות היסוד? כי מדענים רוצים ליצור מערכת מדידה שמבוססת כולה על תכונות יסוד בלתי משתנות של הטבע. Le Grand K, אב הטיפוס הבינלאומי של קילוגרם, הוא האובייקט הפיזי האחרון המשמש להגדרת יחידת SI. הוא רחוק מלהיות בלתי משתנה - הוא מקבל אבק ומושפע מהאטמוספרה, וכאשר מנקים אותו, הוא חשוף לשינויים, כמה שהשינוי הוא קטן.

הקבוע של פלאנק, לעומת זאת, הוא בדיוק זה, קבוע, אם מורכב - הוא גודל שמקשר בין האנרגיה של חלקיק האור לתדר שלו. זה מתואר ביחידה שהקילוגרם מובנה בתוכה. ישנן שבע יחידות יסוד. כל יחידת מדידה אחרת יכולה להיגזר מאחת או יותר משבע היחידות הללו: יחידת המהירות, למשל, גורמים ביחידות למרחק וזמן. בעוד שארבע מיחידות היסוד, כולל הקילוגרם, מוגדרות מחדש, שלושת האחרות כבר מבוססות על תכונות הטבע הבלתי משתנות. אלו הם השני (זמן), המטר (מרחק), והקנדלה (עוצמת האור, מדד לבהירות האור).

תקני מדידה

המין האנושי אימץ את מדע המדידה לפני אלפי שנים, עם ציוויליזציות שונות שהפיקו יחידות משלהן. מדידת הזמן ההודית, למשל, מוכרת ברבים כעתיקה בעולם. רק בשנת 1875, עם הקמת BIPM, המדידה החלה להיות סטנדרטית בינלאומית. אמנה בשם אמנת מטר נחתמה בין 60 מדינות, המובילה לסטנדרטים בינלאומיים. ה-BIPM מדווח לוועידה הכללית למשקלים ומידות (CGPM), אליה

הודו הפכה לחתימה ב-1957. שיטת ה-SI אומצה ב-1960. ההגדרות המקוריות ליחידות הבסיסיות ביותר היו לא מסובכות. עד 1875, המטר הוגדר כ-1/10 מיליון מהמרחק בין הקוטב הצפוני לקו המשווה. אמנת מטר אימצה חפץ סטנדרטי (שנזרק מאוחר יותר) - בר פלטינה השמור בפריז, ה

מד אב טיפוס בינלאומי. מהמטר נגזר הסנטימטר, מהסנטימטר, בתורו, נגזר הליטר. לפני Le Grand K, הקילוגרם היה מוגדר כמסה של ליטר מים בנקודת הקפאה.

השני התבסס בתחילה על אורך יממה של 24 שעות; בשנת 1956, התקן נקבע לשבריר מהשנה הסולארית.

רק באמצע המאה ה-20 החלו לאמץ את ההגדרות המורכבות יותר.

ההגדרות החדשות

מאז 1967, השני הוגדר כזמן שלוקח לכמות מסוימת של אנרגיה להשתחרר כקרינה מאטומי צזיום-133. זה הפך לבסיס של כל מדדי הזמן, והוא משמש בשעונים אטומיים.

לאחר שהוגדר השני, המונה נפל למקומו. זה התבסס על קבוע אוניברסלי אחר: מהירות האור. כיום, המטר מוגדר כמרחק שעובר אור בוואקום ב-1/299,792,458 של שנייה (שזה כבר מוגדר). הקילוגרם מגיע אחר כך. קבוע פלאנק, שעליו הוא מבוסס, נמדד בדרך כלל בשניות ג'אול, אך ניתן לבטא זאת גם בקילוגרם מטרים רבועים לשנייה, מסביר הפיזיקאי קווין פימבלט במאמר ב-The Conversation. אנחנו יודעים מה זה שנייה ומטר משאר ההגדרות. אז על ידי הוספת המדידות הללו, יחד עם ידע מדויק על הקבוע של פלאנק, נוכל לקבל הגדרה חדשה ומדויקת מאוד של הקילוגרם, כותב פימבלט.

האם כל ההגדרה מחדש הזו באמת עוזרת למדע? ואכן, ההגדרה החדשה של השני עזרה להקל על התקשורת ברחבי העולם באמצעות טכנולוגיות כמו GPS ואינטרנט. באותו אופן, מציינת דו'ח של רויטרס, ... מומחים אומרים שהשינוי בקילוגרם יהיה טוב יותר עבור הטכנולוגיה, הקמעונאות והבריאות - אם כי זה כנראה לא ישנה בהרבה את מחיר הדגים.

(דוח זה, שהועלה במקור ביום שישי, עודכן לאחר ההצבעה)

שתף עם החברים שלך: