 |
| تعريف جديد للكيلوجرام |
أخيرًا ، بعد 130 عامًا من تأسيسه ، أصبح الكيلوغرام كما نعرفه على وشك التقاعد. لكنها ليست النهاية: غداً ، 20 مايو (أيار) 2019 ، سيتم وضع تعريف جديد - وهو أكثر دقة بكثير من أي شيء لدينا حتى الآن.
بعد التصويت بالإجماع في المؤتمر العام للأوزان والمقاييس في فرساي في نهاية العام الماضي ، أصبح التغيير الآن على وشك أن يصبح رسميًا. جنيه كيلوغرام مورت ، فيف جنيه جنيه.
معظم الناس لا يفكرون في علم القياس - علم القياس - ونحن نمضي في أيامنا هذه. لكنه مهم للغاية. إنه ليس فقط النظام الذي نقيس به العالم ؛ إنه أيضًا النظام الذي يدير به العلماء ملاحظاتهم.
يجب أن تكون دقيقة ، ويجب أن تكون ثابتة ، ويفضل أن تستند إلى قوانين كوننا كما نعرفها.
لكن من بين الوحدات الأساسية السبعة للنظام الدولي للوحدات (SI) ، لا تعتمد أربع وحدات حاليًا على ثوابت الفيزياء: الأمبير (الحالي) ، كيلفن (درجة الحرارة) ، المول (كمية المادة) والكيلوغرام (الكتلة).
"الفكرة" ، أوضح مدير المكتب الدولي للأوزان والمقاييس (BIPM) تيري كوين إلى ScienceAlert ، "من خلال وجود جميع الوحدات القائمة على ثوابت الفيزياء ، فهي بحكم تعريفها مستقرة وثابتة في المستقبل ، ويمكن الوصول إليها عالميا في كل مكان. "
على سبيل المثال ، يتم تحديد المتر حسب المسافة التي يقطعها الضوء في فراغ في 1/299792458 من الثانية. يتم تحديد الثانية في الوقت الذي تستغرقه ذرة السيزيوم لتتذبذب 9192313170 مرة.
يتم تعريف كيلوغرام من قبل ... كيلوغرام.
لا ، حرفيا. وزنه كيلوغرام يسمى النموذج الدولي للكيلوغرام (IPK) ، تم تصنيعه عام 1889 من 90 في المائة بلاتينيوم و 10 في المائة إيريديوم ، وتم الاحتفاظ به في قبو خاص في مقر BIPM.
في الواقع ، فإن الكيلوغرام هو الوحدة الأساسية الوحيدة في SI التي لا تزال محددة بواسطة كائن مادي.
هناك نسخ من IPK في مواقع مختلفة في جميع أنحاء العالم ، والتي تستخدم كمعايير وطنية وأحيانا ترسل إلى فرنسا لمقارنتها مع النموذج الأولي.
وهنا تصبح الأمور مثيرة للاهتمام - لوحظ أن كتلة هذه النسخ تنحرف بعيدًا عن كتلة IPK المحصورة في القبو. من غير الواضح ما إذا كانت النسخ تفقد الكتلة أم أن IPK كانت تكتسب كتلة ، لكن لا يعتبر أي من السيناريوهات مثاليًا للدقة العلمية ، حتى لو كنا نتعامل مع مجرد ميكروغرام.
خلال السنوات القليلة الماضية ، يتحدث علماء المترولوجيا عن الحاجة إلى معيار جديد. الآن ، أصبحوا مستعدين أخيرًا لإعادة تحديد الكيلوغرام استنادًا إلى ثابت بلانك ، نسبة الطاقة إلى تردد الفوتون ، مقاسة بأدق قيمته حتى الآن في العام الماضي فقط.
"الآن فقط يمكننا تحديد الكيلوغرام من حيث ثابت الفيزياء - ثابت بلانك ، سرعة الضوء وتردد الرنين لذرة السيزيوم" ، أوضح كوين.
"لماذا الثلاثة؟ هذا لأن وحدات ثابت بلانك هي kgm2s-1 ، لذلك نحتاج أولاً إلى تحديد العداد (من حيث سرعة الضوء) والثاني (من حيث ذرة السيزيوم في الذرة ساعة حائط)."
لذلك بموجب التعريف الجديد ، سيتم تحديد حجم الكيلوغرام "عن طريق تحديد القيمة العددية لثابت بلانك لتكون مساوية بالضبط 6.626 069 ... × 10–34 عندما يتم التعبير عنها في وحدة SI s-1 m2 كجم ، وهو ما يساوي J s. "
لن يحدث ذلك أي اختلاف ملموس في حياة معظم الناس على الإطلاق - كيلوغرامًا من التفاح قبل التغيير سيظل كيلوغرامًا من التفاح بعد التغيير - لكنه سيحدث فرقًا لعلماء الأرصاد الجوية على وجه الخصوص ، والعلماء عمومًا .
لأنه ، كما لوحظ ، يمكن أن تعتمد معايير الوحدة الأساسية على الوحدات الأساسية الأخرى. سيتم إعادة تعريف الشمعة والأمبير والخلد بدقة أكبر بناءً على الكيلوجرام. وأما بالنسبة للعلماء ...
وقال كوين: "إن التعريف الجديد سيحسن إلى حد كبير فهم وأناقة التدريس حول الوحدات". "سوف يفتح الطريق أمام تحسينات غير محدودة في دقة القياسات ، وسوف يحسن إلى حد كبير دقة وتوسيع إمكانيات إجراء قياسات دقيقة بكميات صغيرة جدا وكبيرة جدا."
ستكون نهاية حقبة ، وكذلك بداية حقبة جديدة.
أما بالنسبة لـ IPK نفسها ، فستظل قطعة المعدن الصغيرة التي كانت مهمة للغاية لسنوات عديدة في نفس الظروف التي كانت عليها دائمًا ، تحت قنينين من الجرس في قبو متحكم بالمناخ.
هذا جزئيا لتكريم تراثها. لكن العلماء سيكونون دائما علماء. وقال كوين ، إنها ستتم دراستها "في السنوات والعقود المقبلة ، يمكننا ملاحظة مقدار التغيرات في الكتلة" ، وهذه المرة ضد التعريف الجديد الثابت للكيلوغرام. إذن ، أخيرًا سوف نكون قادرين على معرفة ما إذا كانت قد فقدت كتلة بالفعل كل هذا الوقت.
كما أشار كوين إلى أنه على الرغم من أنه قد يبدو معقدًا ، إلا أنه يمكن فهم النظام الجديد بسهولة من قبل أي شخص. بنى بنفسه توازنًا بسيطًا من لعبة Lego في الطابق السفلي له والذي يمكنه القياس مباشرةً مقابل ثابت Planck ، في حدود 5 بالمائة.
قال: "أطفال المدارس ، سيكونون قادرين على الاستمتاع بهذا الأمر".
يبدأ سريان تعريف الكيلوغرام الجديد في اليوم العالمي للقياس: 20 مايو 2019.
ترجمة وتدقيق : د/أحمد الديب
المصدر
إرسال تعليق