Kilogram artık bir şey değil. Bunun yerine, ışık ve enerji hakkında soyut bir fikir.
Bugün (20 Mayıs) itibariyle, fizikçiler eski kilogramı - Fransa'daki bir odada oturan 2,2 pound (1 kilogram) ağırlığında 130 yıllık platin-iridyum silindirini değiştirdiler. hafif parçacıklar ve Planck sabiti (evrenimizin temel bir özelliği).
Bir anlamda, bu büyük (ve şaşırtıcı derecede zor) bir başarıdır. Kilogram sonsuza dek sabittir. Silindir burada bir atomu veya orada bir atomu kaybettiğinden zamanla değişemez. Bu, insanların bu kitle birimini, ham bilim açısından uzaylılara iletebileceği anlamına gelir. Kilogram şimdi basit bir gerçek, yanınızda bir silindir getirmeye zahmet etmeden evrenin herhangi bir yerinde taşınabilecek bir fikir.
Ve hala… ne olmuş yani? Pratik olarak, yeni kilogram, tam olarak eski kilogram kadar, milyar başına birkaç parça ağırlığındadır. Dün 93 kilo (204 pound) ağırlığındaysanız, bugün ve yarın 93 kilo ağırlığındasınız. Sadece birkaç dar bilimsel uygulamada yeni tanım fark yaratacaktır.
Burada gerçekten büyüleyici olan, pratik olarak, çoğumuzun kilogramı kullanma biçiminin değişeceği anlamına gelmez. Bir kitle birimini titizlikle tanımlamanın ne kadar zor olduğu ortaya çıktı.
Diğer temel güçler uzun zamandan beri temel gerçeklik açısından anlaşılmaktadır. Bir saniye mi? Bir zamanlar, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'ne (NIST) göre, bir sarkaçlı saatin salınımları olarak tanımlandı. Ancak şimdi bilim adamları bir saniyeyi sezyum 133 atomunun 9,192,631,770 döngüden mikrodalga radyasyonunu serbest bırakma süresi olarak anlıyorlar. Bir metre? Bu, ışığın saniyenin 1 / 299,792,458'inde kat ettiği mesafe.
Ama kitle böyle değil. Genellikle kilo olarak kilo cinsinden ölçeriz - bu şey bir ölçekte ne kadar aşağı iter? Ancak bu, gerçek tartımı nerede yaptığınıza bağlı bir ölçümdür. Fransa'daki bu silindir, aya getirdiyseniz çok daha az, hatta Dünya'nın diğer bölgelerine getirdiğinizde biraz daha fazla veya biraz daha az ağırlığa sahip olacaktı.
NIST'in açıkladığı gibi, yeni kilogram kütle ve enerji arasındaki temel ilişkiye dayanır - Einstein'ın E = mc ^ 2'sinde kısmen dile getirilen ilişki, enerjinin ışık hızının kütle çarpı kütlesine eşit olduğu anlamına gelir. Kütle enerjiye veya tam tersi enerjiye dönüştürülebilir. Ve kütle ile karşılaştırıldığında, enerjinin ayrık terimlerle ölçülmesi ve tanımlanması daha kolaydır.
Bu, E = mc ^ 2'den bile daha eski başka bir denklem sayesinde. NIST'e göre fizikçi Max Planck 1900'de E = hv olduğunu gösterdi. Yeterince küçük bir ölçekte enerjinin yukarı ve aşağı gidebileceğini ve sadece adımlarla gösterdiğini gösterdi. E = hv, enerjinin "v" - bir foton gibi bazı parçacıkların frekansı - "h" ile çarpımı anlamına gelir - Planck sabiti olarak da bilinen 6.62607015 × 10 ^ eksi34 sayısı.
E = hv'deki "v" her zaman 1, 2, 3 veya 6.492 gibi bir tamsayı olmalıdır. Kesirlere veya ondalık sayılara izin verilmez. Böylece, enerji doğası gereği ayrıktır ve "h" (6,62607015 × 10 ^ eksi34) adımlarla yukarı ve aşağı gider.
Yeni kilogram E = mc ^ 2 ve E = hv'yi bir araya getirir. Bu, bilim insanlarının kütleyi Planck'ın evrenin değişmeyen bir özelliği olarak sabit olarak tanımlamasını sağlar. Uluslararası bir bilim laboratuvarı koalisyonu, Planck'ın sabitinin en kesin ölçümlerini milyarda sadece birkaç parça içinde yapmak için bir araya geldi. Yeni kilogramın kütlesi, atom saatlerinde kullanılan sezyum 133 atomlarıyla aynı frekanslarda salınan 1.4755214 kez 10 ^ 40 fotonun enerjisine karşılık gelir.
Bir ölçeğe sadık kalmak en kolay şey değildir. Ancak, bir fikir olarak, platin-iridyum alaşımından bir silindirden çok daha taşınabilir.
