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La definizione del chilogrammo è appena cambiata in tutto il mondo

Il chilogrammo è l'ultima unità di misura a essere separata da un oggetto fisico e affidata a una costante matematica.

di Becky Ferreira
21 maggio 2019, 9:52am

Riproduzione in CGI de Le Grand K. Immagine: Greg L 

La definizione del chilogrammo è appena cambiata per sempre.

Dal 1889, la definizione chilogrammo è dipesa da un cilindro di una lega di platino-iridio soprannominato Le Grand K, che si trova in una cripta ermetica sotto il Pavillon de Breteuil, un edificio in prossimità di Parigi, costruito per volontà di Re Luigi XIV nel 1672.

Ma lunedì scorso — in occasione della Giornata Mondiale della Metrologia — Le Grand K ha perso il suo status speciale come prototipo internazionale del chilogrammo (IPK) e non rappresenterà più l'unità di misura della massa per il mondo.

Da ora in poi, il chilogrammo — che va ad aggiungersi ad ampere, kelvin, mole e candela — sarà definito in base a proprietà fisiche e atomiche fondamentali, anziché da un oggetto tangibile fatto dall'uomo.

"Il Sistema Metrico è stato concepito per essere 'di tutti, per sempre,'" ha detto Barry Inglis, presidente del Comitato Internazionale dei Pesi e delle Misure, in una dichiarazione. "Dal principio, il suo scopo è stato assicurare una stabilità sul lungo termine definendo le unità secondo i termini di 'costanti naturali' concordate internazionalmente, anziché sulla base di riferimenti arbitrari."

Per questo, "l'arbitrario" Grand K è stato deposto dalla costante di Planck, una quantità fondamentale legata all'energia dei fotoni, le particelle elementari che costituiscono la luce. Definita come 6.626 x 10−34 joule al secondo, la costante fissa il chilogrammo alla velocità della luce e a una unità di misura temporale — il secondo.

Il chilogrammo è ora equivalente al peso di 1.4755214 x 1040 fotoni con frequenze corrispondenti a un orologio atomico al cesio. Suona probabilmente come un sistema di misura molto meno immediato, ma ciò che il cambiamento perde in familiarità lo guadagna in precisione. Per quanto Le Grand K sia uno degli oggetti protetti con più cura al mondo, non è immune dalle interazioni fisiche che possono alterare il suo peso.

Il contatto con i suoi gestori umani — o anche solo le particelle nell'aria — può aggiungere o sottrarre piccole quantità di massa dal cilindro e questo modifica da un punto di vista funzionale il valore del chilogrammo ovunque. Infatti, misure recenti del Grand K suggeriscono che il prototipo sia diventato leggermente più leggero delle sue copie sorelle.

Legando il chilogrammo alla costante di Planck, che si basa su proprietà naturali immutabili, è possibile raggiungere una precisione metrica molto più alta.

Allo stesso modo, l'ampere è ora definito dalla carica elementare di un protone, il kelvin sarà basato sulla costante di Boltzmann, la mole adotterà la costante di Avogadro e la candela sarà legata ad un concetto chiamato l'efficacia luminosa spettrale fotometrica, stando a Cosmos Magazine.

I nuovi valori rappresentano un cambiamento epocale verso una metrologia universale, ma non cambieranno la percezione delle persone mentre comprano carote al mercato o controllano il proprio peso sulla bilancia di casa.

La maggior parte delle persone che noteranno la differenza tra Le Grand K e il nuovo chilogrammo saranno scienziati che lavorano con misurazioni iper-precise, come i farmacologi che devono dosare esattamente le proporzioni dei principi attivi nei farmaci. Il noto fisico Max Planck, da cui prende il nome la costante di Planck, aveva predetto che questo cambiamento avrebbe potuto aiutare gli esseri umani a comunicare con gli alieni, se mai la possibilità si fosse presentata.

"Con l'aiuto delle costanti fondamentali, abbiamo la possibilità di stabilire unità di lunghezza, tempo, massa e temperatura che conservano il loro significato per tutte le culture, tanto extraterrestri che umane," ha detto Planck nel 1900.

Per quanto riguarda Le Grand K, invece, resterà nella sua casa sotterranea, sotto chiave.

"È un artefatto storico, è stato oggetto di studi per 140 anni e resterà di interesse accademico anche se la sua massa non definirà più il chilo," ha fatto sapere il Comitato Internazionale dei Pesi e delle Misure.

Questo articolo è apparso originariamente su Motherboard US.