Bir kilogram ne kadar ağırlığındadır? Bilim insanları bu görünüşte basit problemi yüzlerce yıldır araştırıyorlar.
1795 yılında Fransa, "gram"ı "buzun eridiği sıcaklıkta (yani 0°C'de) hacmi bir metreküpün yüzde birine eşit olan suyun mutlak ağırlığı" olarak tanımlayan bir yasa çıkardı. 1799'da bilim insanları, suyun yoğunluğunun en yüksek olduğu 4°C'de hacminin en kararlı olduğunu keşfettiler, bu nedenle kilogramın tanımı "4°C'de 1 desimetre küp saf suyun kütlesi" olarak değiştirildi. Bu, saf platin bir orijinal kilogram üretti; kilogram, kütlesine eşit olarak tanımlanır ve arşiv kilogramı olarak adlandırılır.
Bu arşivlik kilogram, 90 yıldır referans noktası olarak kullanılıyor. 1889'da Birinci Uluslararası Metroloji Konferansı, arşivlik kilograma en yakın platin-iridyum alaşımlı bir replikayı uluslararası orijinal kilogram olarak onayladı. "Kilogram" ağırlığı, yaklaşık 39 mm yüksekliğinde ve çapında olan ve şu anda Paris'in banliyölerindeki bir bodrumda saklanan platin-iridyum alaşımlı (%90 platin, %10 iridyum) bir silindir ile tanımlanır.
Uluslararası orijinal kilogram
Aydınlanma Çağı'ndan beri, ölçme ve haritalama topluluğu evrensel bir ölçme sistemi kurmaya kendini adamıştır. Fiziksel nesneyi ölçüm referans noktası olarak kullanmak uygulanabilir bir yöntem olsa da, fiziksel nesne insan yapımı veya çevresel faktörlerden kolayca zarar gördüğü için, istikrarı etkilenir ve ölçme topluluğu her zaman bu yöntemi mümkün olan en kısa sürede terk etmek istemiştir.
Kilogramın uluslararası orijinal kilogram tanımını benimsemesinin ardından, metrologların çok merak ettiği bir soru ortaya çıktı: Bu tanım ne kadar istikrarlı? Zamanla sapma gösterecek mi?
Şunu belirtmek gerekir ki, bu soru kilogram kütle biriminin tanımının başlangıcında gündeme gelmiştir. Örneğin, kilogram 1889'da tanımlandığında, Uluslararası Ağırlık ve Ölçü Bürosu 7 adet platin-iridyum alaşımlı kilogram ağırlığı üretmiştir; bunlardan biri, kütle birimi kilogramı tanımlamak için kullanılan orijinal Uluslararası kilogramdır ve aynı malzemeden ve aynı işlemden yapılmış diğer 6 ağırlık ise zaman içinde aralarında sapma olup olmadığını kontrol etmek için ikincil referans noktaları olarak kullanılmıştır.
Aynı zamanda, yüksek hassasiyetli teknolojinin gelişmesiyle birlikte, daha istikrarlı ve doğru ölçümlere de ihtiyacımız var. Bu nedenle, uluslararası temel birimi fiziksel sabitlerle yeniden tanımlama planı önerildi. Ölçü birimlerini tanımlamak için sabitlerin kullanılması, bu tanımların yeni nesil bilimsel keşiflerin ihtiyaçlarını karşılayacağı anlamına gelir.
Uluslararası Ağırlık ve Ölçü Birimleri Bürosu'nun resmi verilerine göre, 1889 ile 2014 yılları arasındaki 100 yıllık süreçte, diğer orijinal kilogramlar ile uluslararası orijinal kilogram arasındaki kalite tutarlılığı yaklaşık 50 mikrogram değişmiştir. Bu durum, kalite biriminin fiziksel referans noktasının istikrarında bir sorun olduğunu göstermektedir. 50 mikrogramlık değişim küçük gibi görünse de, bazı yüksek teknoloji sektörleri üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.
Temel fiziksel sabitler, kilogram fiziksel ölçütünün yerini alırsa, kütle biriminin kararlılığı uzay ve zamandan etkilenmeyecektir. Bu nedenle, 2005 yılında Uluslararası Ağırlık ve Ölçü Komitesi, Uluslararası Birimler Sistemi'nin bazı temel birimlerini tanımlamak için temel fiziksel sabitlerin kullanımına yönelik bir çerçeve taslağı hazırlamıştır. Planck sabitinin kilogram kütle birimini tanımlamak için kullanılması önerilmekte ve ilgili bilimsel araştırma çalışmalarını yürütmek üzere yetkili ulusal düzeydeki laboratuvarlar teşvik edilmektedir.
Bu nedenle, 2018 Uluslararası Metroloji Konferansı'nda bilim insanları, uluslararası prototip kilogramın resmi olarak kullanım dışı bırakılmasına ve "kg"nin yeniden tanımlanması için Planck sabitinin (sembolü h) yeni standart olarak belirlenmesine karar verdiler.
Yayın tarihi: 05 Mart 2021