Kilo stratilo - Berliner Morgenpost
Originálne kilo v Paríži je meradlom pre metrológov z celého sveta. Teraz však váži o 50 mikrogramov menej ako pred 118 rokmi. Vedci teraz hľadajú spôsoby, ako váhy znova odmerať
Stačí na ňu ľahkým poklepaním znížiť váhu všetkých zásob zlata alebo uhlia na Zemi. Aby ste to však mohli urobiť, museli by ste ísť do pivnice Bureau International des Poids et Mesures neďaleko Paríža a krátko sa dotknúť presklenej „Le Grand K“ - pôvodného kilogramu, ktorý tam je už viac ako 120 rokov. Stále sa používa na meranie hmotnosti všetkých objektov na celom svete. Nárast hmotnosti by urobil 3,9 centimetra vysoký valec cez tukový film na prste, pretože za posledných 100 rokov stratil okolo 50 mikrogramov.
50 mikrogramov je nepatrná veľkosť, ktorú si ťažko niekto dokáže predstaviť. Dostať sa na jeden gram (asi váha polovice gumeného medveďa) trvá milión mikrogramov. Aj tak malá strata hmotnosti je však pre vyšetrovateľov meraní, metrológov neprijateľná. Preto odborníci z celého sveta teraz na 24. generálnej konferencii o váhach a mierach v Paríži diskutujú o tom, ako sa bude v budúcnosti určovať kilogram.
Kto povie, čo je to aj tak kilo?
Aby bolo možné kalibrovať váhy, musia technici opäť spadnúť na skutočný predmet. Predmet váži iba jeden kilogram, ak je presne taký ťažký ako pôvodný kilogram. Metrologické ústavy, ako napríklad Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) v Braunschweigu, musia preto cestovať do Paríža, aby proti nim merali svoje národné prototypy. A ukázalo sa, že porovnávané objekty uložené na celom svete sú teraz ťažšie ako Le Grand K. Je nepravdepodobné, že by sa prototypy zväčšili. Takže pôvodný kilogram sa pravdepodobne znížil - hoci len o masu škvŕn prachu.
Technici nesmú skúmať pôvodný model, ktorý pozostáva z 90 percent platiny a 10 percent irídia. Preto môžu len špekulovať o príčinách chudnutia. Môže sa stať, že vodík zachytený vo valci sa teraz odparil. Alebo sa niektoré atómy stratili pri čistení alkoholom a následnom parnom kúpeli.
Dve metódy predefinovania
Odborníci teraz diskutujú o dvoch metódach na opätovné určenie kilogramu: Wattovej rovnováhe a Avogadrovom experimente. Pri metóde Wattovho vyváženia pracujú vedci s gravitáciou, ktorá sťahuje pôvodný kilogram nadol, a s elektrickou silou, ktorá je potrebná na udržanie zavesenia Le Grand K. Táto metóda by mala výhodu v tom, že by sa mohla použiť kdekoľvek na svete a už by nemusela cestovať do Paríža, aby porovnala pôvodné kilo. Je však veľmi krehký, a preto nebezpečný. Na falšovanie výsledkov merania stačí, ak v blízkosti laboratória stojí auto alebo ak voda z postrekovača na susednom pozemku presakuje do podložia.
Proces Avogadro, ktorý bol skúmaný okrem iného v Braunschweigu, sa zdá byť jednoduchší. Kilogram sa dal určiť z počtu atómov určitého materiálu. Atómy sú najmenšie častice v materiáli. Aby to bolo možné, musia byť technici schopní spočítať malé atómy. Preto použijete čistý kremík 28, ktorého atómová štruktúra je veľmi jednotná. Vedci v Braunschweigu to použili na vypestovanie kryštálu, z ktorého vypílili dva objekty a priniesli ich k odborníkovi do Austrálie. Vyrobil z toho guľky, ktoré sú pre ďalší postup vhodnejšie ako napríklad kocka. Jeho hrany by sa pri každom kontakte odlomili a stratilo by sa veľa miliárd atómov.
Perfektná lopta
Technik túto loptu zabrúsil, vyleštil a vyfrézoval na najhladší predmet vôbec - väčšinou ručne, pretože stroje majú na túto prácu príliš malý cit. Hmotnosť by za žiadnych okolností nemala klesnúť pod jeden kilogram, v takom prípade by vedci museli pracným spôsobom vytvoriť novú hrudku čistého kremíka. Výsledkom je takmer dokonalá sféra. V tejto sfére by mali metrológovia jasne definovaný kilogram, ale museli by sa vrátiť k pôvodnému modelu a pokračovať v cestovaní tam, ak chcú skontrolovať svoje prototypy.
Pred rozhodnutím, ktorú metódu použiť alebo či existuje iná, čaká vedcov ešte veľa výskumu.
Prečo tá námaha?
Ale prečo všetko úsilie? V supermarkete nezáleží na tom, či dve kilogramy banánov vážia o 50 mikrogramov viac alebo menej. Vo vede platia ďalšie normy.
Na jednej strane chcú metrológovia nájsť fyzikálne a matematicky elegantné riešenie. Okrem toho je dnes stále nemožné predpovedať, ktoré aplikácie by boli v budúcnosti možné s presným určením kilogramu.
To bol prípad aj predefinovania druhého z nich na konci 60. rokov. V tom čase nikto netušil, že pre satelitnú navigáciu pomocou GPS bude dôležitá presnosť niekoľkých milióntin sekundy. Pretože ak je meranie nepresné ani o zlomok sekundy, navigačný prístroj neodošle neopatrného vodiča do ďalšej ulice napravo, ale zrazil by ho do steny budovy 300 metrov pred ním.