Kilogram

Válec ze slitiny platiny a iridia, mezinárodní prototyp vážící přesně jeden kilogram, je uchováván od roku 1889 v laboratořích Bureau international des poids et des mesures v Sévres u Paříže. Na tomto válci jsou závislé váhy celého světa. Když se měla naposled, potřetí v minulém století, provést řada srovnávacích vážení, Monsieur Girard, zaměstnanec pověřený péčí o slavný kilogram, nemohl rozčilením spát. Kdyby mu válec ze speciálních kleštiček vyklouzl, byla by to doslova katastrofa pro lidstvo.

Změny ve hmotnosti prototypového kilogramu

Exemplář platinoiridiového kilogramu pod skleněnými zvony v sévreských laboratořích u Paříže.

Desítky vědců řady zemí se již delší dobu pokoušejí nově definovat kilogram, jednotku hmotnosti. Podle týdeníku Economist je přitom cílem také svrhnout z trůnu sévreské laboratoře. Vzít Pařížanům slavný monopol. Ve skutečnosti nepohání vědce ani tak přání zasadit ránu francouzské slávě a velikosti. "Stálost prototypového kilogramu se zakládá na tom, že se nepoužívá," vysvětluje Margherita Plassová, pracovnice Metrologického ústavu Gustava Colonettiho v Turíně, která jej zastupuje v Mezinárodním poradním výboru pro otázky hmotnosti.

Pokaždé, když je tento prototypový kilogram vyzdvižen a použit (k porovnání se vzorky z jiných zemí), dojde k jeho nepatrnému opotřebení. Při kontaktu s jinými předměty může ztratit nebo přijmout určitý počet atomů. Nebo se může stát, že atomy rozptýlené v okolním prostředí spočinou na povrchu prototypu, a změní tak jeho hmotnost. "To všechno vede v průběhu desetiletí k odchylce několika mikrogramů," vysvětluje italská odbornice. To ani nemluvíme o riziku zničení. Tomu zatím slavný válec unikal. Úspěšně přežil i německou okupaci Paříže za druhé světové války.

Na rozdíl od metru nebo sekundy je kilogram jediná měřící jednotka, která není odvozena od přírodních a neměnných jevů. Metr byl stanoven jako vzdálenost, kterou urazí světlo ve vakuu za jednu třísetmiliontinu sekundy. Jednotka času je definována počtem (přesně 9 192 631 770) period záření, které přísluší přechodu mezi dvěma velmi jemnými hladinami základního stavu atomu Cesia 133.

Definice kilogramu

"Současná definice kilogramu je vázána na hmotu určitého počtu atomů, které však nejsme schopni spočítat a které vymezujeme kusem kovové slitiny," konstatuje doktorka Plasseová. "Předpokládáme, že se nemění hmota těchto atomů a že stabilní zůstává i jejich počet. Hmota se nepochybně nemění, protože atomy platiny a iridia nejsou radioaktivní, ale vůbec si nejsme jisti stálostí jejich počtu." Zkrátka a dobře, válec ze Sévres není nic jiného než pokus zachovat určitý stálý počet atomů.

Abychom spočítali zmíněné množství atomů, musíme s dostatečnou přesností zjistit Avogadrovu konstantu, tj. počet atomů obsažených v jednom molu jakékoli látky. Právě na vyřešení tohoto problému se soustřeďuje jeden směr bádání o nové definici kilogramu. Italští, němečtí a japonští vědci se pokoušejí určit Avogadrovu konstantu co nejpřesněji. Kdybychom ji potom vynásobili hmotou atomů určitého krystalu (vědci se orientují na křemík), získali bychom definici kilogramu, kterou lze reprodukovat v libovolné laboratoři na světě. "Taková definice již by nebyla závislá na jednom konkrétním předmětu," dodává doktorka Plassová.

Kilogram odvozený od jiné jednotky

Jinou cestu si zvolili někteří vědečtí pracovníci ve Spojených státech a ve Velké Británii. Kdyby tyto dvě skupiny realizovaly svůj záměr, měli bychom co činit se skutečnou revolucí ve vědeckém měření. Jejich cílem je nalézt matematickou rovnost mezi veličinou elektrickou a mechanickou. Chtějí vázat jednotku elektrickou (watt, definovaný jako jednotka elektrického proudu jeden ampér při napětí jeden volt) k jednotce síly (definované jako součin hmoty a zrychlení). V tomto případě by kilogram už nebyl jednotkou určovanou samostatně, nýbrž stal by se pouhou odvozeninou jednotky elektrické. Badatelé jiného italského ústavu, turínského Galileo Ferraris, navrhují variantu této myšlenky, založenou na stejném principu, ale snadněji uskutečnitelnou.

Ať bude nová definice jakákoli, nelze očekávat, že si získá oficiální uznání příliš rychle. I největší optimisté soudí, že si na novou definici kilogramu budeme muset ještě řádku let počkat.

Další články

Bod, nad jehož definicí si lámaly hlavy generace filozofů.
Rychlost - Nejlépe si rychlost uvědomujeme, pokud je výsledkem našeho tělesného úsilí.
Spirála je součástí živé přírody.
Golfský proud, kterému vděčí Evropa za příznivé podnebí.
Max Planck

Informační stránky Yin.cz Jak Google využívá data, když používáte weby nebo aplikace našich partnerů