A kilogramm már nem dolog. Ehelyett ez egy absztrakt ötlet a fényről és az energiáról.
Ma (május 20-tól) kezdve a fizikusok a régi kilogrammot - egy 130 éves platina-iridium hengert, amelynek súlya 2,2 kilogramm (1 kilogramm), egy franciaországi szobában ülve - kicserélt egy absztrakt, változatlan méréssel, amely négy milliárdnyi könnyű részecskék és Planck állandó (világegyetemünk alapvető jellemzője).
Egy értelemben ez nagy (és meglepően nehéz) eredmény. A kilogrammat most örökre rögzítették. Idővel nem változhat, mivel a henger itt vagy egy atomot veszít. Ez azt jelenti, hogy az emberek kommunikálhatják ezt a tömeg egységet a nyers tudomány szempontjából az űrhajókkal. A kilogramm most egy egyszerű igazság, egy olyan ötlet, amelyet az univerzum bárhová elvihetünk anélkül, hogy bajlódnánk magával hozni a palackot.
És mégis… mi van? Gyakorlatilag az új kilogramm néhány milliárd részen belül pontosan annyi, mint a régi kilogramm. Ha tegnap 93 kilogrammot (204 fontot) ejtöttél, akkor ma és holnap is 93 kilogrammot fogsz lemérni. Az új meghatározás csak néhány szűk tudományos alkalmazásban változtat.
Ami igazán lenyűgöző, nem az, hogy gyakorlatilag megváltozik annak a módja, ahogyan a legtöbb ember felhasználja a kilogrammot. Ez az átkozottul nehéz kiderült, hogy egyáltalán szigorúan meg kell határozni a tömeg egységet.
Más alapvető erőket már régen megértették az alapvető valóság szempontjából. Egy másodperc? Egyszer - a Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet (NIST) szerint - az inga órájának hányadában került meghatározásra. Most azonban a tudósok egy másodperc alatt azt sugallják, hogy az az idő, amely alatt a 133 cézium-atom eléri a 9 192 631 770 mikrohullámú sugárzás kibocsátásának ciklust. Egy méter? Ez a távolság, amelyet a fény 1 / 299,792,458 másodperc alatt halad meg.
De a tömeg nem ilyen. Általában a kilogrammot mérjük a súly alapján - mennyit nyomja le ez a dolog egy skálán? De ez egy olyan mérés, amely attól függ, hogy hol végez a tényleges mérést. Ez a henger Franciaországban sokkal kevesebb lenne, ha a holdra viszi, és még egy apróbb vagy annál kevesebb, ha a Föld más részeire viszi.
Ahogyan a NIST elmagyarázza, az új kilogramm a tömeg és az energia alapvető kapcsolatán alapszik - ez a kapcsolat részben Einstein E = mc ^ 2-ben szerepel, ami azt jelenti, hogy az energia megegyezik a tömeg és a fény négyzetének sebessége szorzatával. A tömeg energiává alakítható és fordítva. És a tömeghez képest az energiát könnyebb mérni és diszkrét módon meghatározni.
Ez egy másik egyenletnek köszönhető, még régebbi, mint E = mc ^ 2. Max Planck fizikus 1900-ban kimutatta, hogy a NIST szerint E = hv. Megmutatta, hogy elég kicsi az energia felfelé és lefelé, és csak lépésekben. E = hv azt jelenti, hogy az energia megegyezik "v" -kel - egy részecske, mint például a foton frekvenciája szorozva "h-vel" - a 6,62607015 × 10 ^ mínusz34 számmal, más néven Planck-állandóként ismert.
Az "v" értéknél E = hv-ben mindig egész számnak kell lennie, például 1, 2, 3 vagy 6492. Nem használhatók törtek vagy tizedesjegyek. Tehát az energia természetéből adódóan diszkrét, felfelé és lefelé halad a "h" lépésekkel (6,62607015 × 10 ^ mínusz34).
Az új kilogramm E = mc ^ 2-t és E = hv-t hoz össze. Ez lehetővé teszi a tudósok számára a tömeg meghatározását Planck állandója, az univerzum változatlan tulajdonsága alapján. Nemzetközi tudományos laboratóriumok koalíciója jött össze, hogy még pontosabban mérje meg a Planck állandóját, valószínűleg csak néhány milliárd részen belül. Az új kilogramm tömege az 1.4755214 10x40 fotonnak megfelelő energiának felel meg, amelyek ugyanolyan frekvencián oszcillálnak, mint az atomi órákban alkalmazott cézium 133 atomok.
Nem a legegyszerűbb dolog a skálán ragaszkodni. De ötletként ez sokkal hordozhatóbb, mint egy platina-irídium ötvözet henger.
