Miért lehet csavarni a metrikus rendszert?

A világ legtökéletesebb súlya már nem olyan tökéletes. És ettől a tudósok megijedtek.

A Párizson kívüli boltozatba rejtve, három harangüveg alatt vákuumzárva egy tenyér nagyságú fémhenger ül, amelyet Nemzetközi Kilogram prototípusnak vagy „Le Grand K-nak” neveznek. A platina és az irídium ötvözetéből 1879-ben kovácsolták „tökéletes” kilogrammnak - ez az aranyszínvonal, amely alapján a többi kilogrammot megítélik.

Bár vitathatatlanul a világ leghíresebb súlya, a Le Grand K nem sokat hoz ki. Mivel az ujjhegyeken lévő szénhidrogének vagy a levegőben lévő nedvesség szennyezhetik érintetlen felületét, évtizedekig érintetlenül marad, hármas zár alatt a Nemzetközi Súly- és Mérőirodánál. 40 évente azonban megjelenik. A súlyt kitesszük a kamrából, alkohollal mossuk, csiszoljuk és lemérjük a világ 80 laboratóriumától kézzel kézbesített hivatalos másolattal. Ma, amikor a tudósoknak ellenőrizniük kell, hogy valami pontosan egy kilogramm-e, ezeknek a másolatoknak az egyikéhez fordulnak, amely felett a Le Grand K uralkodik.

Ez a rendszer abszurdnak tűnik, de nem is olyan régen, sok egység támaszkodott hasonló módszerekre. A kilogramm csak egy volt a hét mérési mércéből, amelyet a Francia Tudományos Akadémia állapított meg 1791-ben, és amelyek mind fizikai prototípusokon alapultak. Ezek a referenciaértékek azért ragadtak meg világszerte, mert nagy szükség volt a szabványosításra. Abban az időben csak Franciaországban körülbelül 250 000 különféle súly- és mértékegység létezett, ami azt jelentette, hogy az egyetlen állandó a teljes káosz volt.

Súlyprobléma

Míg a mérések kézzelfogható referenciaértékekre alapozása javulás volt, a fizikai szabványok használata nem volt hibátlan. Egyrészt csúnya szokásuk van váltani. A Le Grand K esetében ez a fogyás volt. Legutóbbi, 1988-as mérlegelésénél kiderült, hogy 0,05 milligramm - körülbelül egy homokszem súlya - könnyebb, mint az alatta lévő replikák. A szakértők nem biztosak abban, hogy hová tűnt ez a súly, de egyesek elmélete szerint a replikákat gyakrabban kezelték, ami finoman megnövelheti a súlyt. Mások azt feltételezik, hogy a Le Grand K ötvözete „kimeríti”, ami azt jelenti, hogy a levegő fokozatosan kerül ki a fémből.

Bármi legyen is az oka annak, hogy a Le Grand K fokozatosan elpazarol, a tudósok megbízhatóbb színvonalat keresnek. Egyesek szerint ez már régóta esedékes, mivel az összes többi mértékegységet már meghatározzák a természet alapvető állandói, amelyek bárhol, bármikor reprodukálhatók (feltéve, hogy van valamilyen kifinomult laboratóriumi felszerelés). A mérőt például egy Le Grand K. mellett tárolt fémrúd határozta meg. De 1983-ban újra meghatározták, amikor a fény vákuumban haladt 1/299 792 458 másodperc alatt.

A kilogramm standardizálása azonban bonyolultabb volt. Ausztrál tudósok egy kilogramm szilícium gömböt csiszolnak, remélve, hogy képesek lesznek megszámolni az abban lévő atomok számát, hogy pontosabb szabványt hozzanak létre. Az Országos Szabványügyi és Technológiai Intézet (NIST) amerikai fizikusai megpróbálják újradefiniálni egy kilogrammot a súly lebegtetéséhez szükséges feszültség nagysága szempontjából. De eddig egyik megközelítés sem felelhet meg a Le Grand K pontosságának.

Miért kell törődnünk azzal, hogy egy boltozatban lévő kilogramm „tökéletes”-e vagy sem? Mert rossz hír, amikor a szabványod már nincs szabványosítva. Noha senki nem aggódik attól, hogy egyetlen kilogramm alma hajszállal könnyebb vagy nehezebb-e a termésállványnál, egy kis eltérés óriási lehet, ha mondjuk egy teljes tartályhajóval búza van. A kilogramm más méréseknél építőelemként is szolgál. A joule például az az energiamennyiség, amely egy kilogramm tömegű méter mozgatásához szükséges. A kandelát, a fény fényességének mértékét joule/másodpercben mérik.

Ezek a kapcsolatok azt jelentik, hogy ha a kilogramm hibás, akkor a joule és a kandela is, ami végül problémákat okozhat számos iparágban, különösen a technológia területén. Mivel a mikrochipek több információt dolgoznak fel nagyobb sebességgel, apró eltérések is katasztrófákhoz vezetnek. A Le Grand K megbízhatatlansága „az elkövetkező egy-két évtizedben észrevehető lesz az elektronikai iparban” figyelmeztet Richard Steiner, a NIST fizikusa. Ha a következő okostelefonod hibás, akkor tudod, melyik fémrész hibás.

Tehát a tudósok tovább kergetik a tökéletes kilogrammot. "Talán mindannyian túl high-tech választ kerestünk" - mondja Stuart Davidson, az angol Nemzeti Fizikai Laboratórium munkatársa. "Valami nyilvánvaló lehet ott, amit hiányoltunk." Az NPL weboldala arra ösztönzi a többieket, hogy készítsenek egy lövést: Kérem, legyen bármilyen jobb ötlet egy képeslapon. Addig a Le Grand K továbbra is király marad - az igazi tökéletesség hiányában, de amilyen tökéletes.