پس از حذف معیار فیزیکی، کیلوگرم چگونه تعریف خواهد شد؟

جمعه گذشته دانشمندان بسیاری از سراسر جهان گرد هم آمدند تا درباره تعریف مجدد مفهوم "کیلوگرم" به توافق برسند. فیزیکدانان و متخصصین بیش از 60 کشور جهان در همایشی که 16 نوامبر در فرانسه برگزار شد تصمیم گرفتند برای اولین بار از سال 1983 تا کنون تغییری بسیار بزرگ در سیستم اندازه گیری متریک ایجاد کنند. این سیستم تا کنون بر روش های سنتی برای تعریف استانداردهای فیزیکی استوار بود و برای مثال تا قبل از تغییرات جمعه هفته قبل، تعریف یک کیلوگرم با استفاده از سیلندری ساخته شده از جنس پلاتینیوم و ایریدیوم که در محفظه خلاء نگهداری میشد انجام می گرفت.

با این وجود حالا دانشمندان تمامی اشیای فیزیکی را از پروسه تعریف پارامترها حذف کرده اند. در عوض واحدهای اندازه گیری به وسیله ثابت های طبیعی مشخص می شوند. برای مثال پیش از این یک متر فاصله دو نقطه بر روی یک میله استاندارد که در آزمایشگاه های پیشرفته از آن محافظت میشد تعریف شده بود اما در حال حاضر یک متر ضریبی از سرعت نور است که همواره و در هر شرایطی ثابت باقی می ماند. در واقع این کار باعث می شود تا زمانی که بتوانیم سرعت نور را اندازه گیری کنیم قادر به مشخص کردن استاندارد یک متر هم باشیم و برای این کار هیچ وسیله فیزیکی مانع ما و باعث برهم خوردن استانداردها نخواهد شد. اهمیت استانداردهای تعریف شده توسط ثابت های فیزیکی آن است که این استانداردها در شرایط مختلف (حتی مانند حضور در مریخ) هم تغییر نمی کنند. باز تعریف کیلوگرم به صورت مدرن هم در همین راستا می تواند ضمن ایجاد تغییر در تعریف پارامترهای فیزیکی مانند مول، کلوین و آمپر به افزایش دقت در تکنولوژی و پیشرفت های جدید کمک نماید.

اما داستان تعریف جدید کیلوگرم چه نکته مهمی دارد؟ تعریف کننده کیلوگرم یک استوانه اریدیوم – تیتانیوم بود که به نام Le Grand K معروف شده و در آزمایشگاهی در حومه پاریس از آن نگهداری می شود. اما این استوانه در طول نزدیک به یک قرنی که از آن می گذرد دچار شکست هایی شده و البته همخوانی خوبی با تکنولوژی مدرن هم ندارد. در نتیجه از ماه می، یک کیلوگرم بر اساس ثابت پلانک تعریف خواهد شد. ثابت پلانک عددی است که انرژی یک موج رادیویی را به فرکانس آن مرتبط می کند. این ثابت فیزیکی تحت هیچ شرایطی تغییر نخواهد کرد و به همین دلیل می توان سیستم هایی را توسعه داد که با دقت فوق العاده بیشتری نسبت به مدل های قدیمی کار می کنند. نمونه این امر ساعت های اتمی هستند که دقتی فوق العاده بالا داشته و خطای آنها در هر 10 کوانتیلیون تیک تنها 3.5 مورد است و یا ابزارهای GPS که خطایی کوچک در آنها منجر به فاجعه های هوانوردی و دریانوردی خواهد شد.