Kilogramın tanımı değişti
Bilim dünyasında yeni bir gelişme yaşandı. Paris'te toplanan konferansla kilogramın tanımı değişti. Kilogramın standardı elektrik akımıyla belirlenecek.
Kilogram 129 yıldır platin bazlı bir külçenin ağırlığıyla
tanımlanıyor. "Büyük K" olarak adlandırılan külçe, Paris'in
banliyösünde kilitli bir kasada tutuluyor.
Bütün ağırlık ölçüleri "Büyük K" referans alınarak hesaplanıyor.
Platin külçe zaman içinde aşındığı için ölçü biriminde çok hafif
sapmalar oluyor.
Ancak ilaç, nanoteknoloji ve bazı mühendislik dallarında çok hassas
ölçüm gerekiyor. Bunun için "Büyük K"nın yerine daha kesin bir
referans belirlenmesi planlanıyordu.
Paris'te toplanan Ağırlıklar ve Ölçüler Konferansı'nda yapılan
oylamada kilogramın tanımı değişti. Bundan sonra kilogramın
standardı elektrik akımıyla belirlenecek.
Yani bir nesnenin ağırlığı, gücünü dengelemek için gereken elektrik
miktarıyla ölçülecek.
Uluslararası birimler sistemi içinde fiziksel bir cisimle
tanımlanan tek ölçü birimi kilogram.
Kilogramı kuantum belirleyecek
Kilogram artık evrenin dokusunda yer alan temel bir sabit sayıdan
türetilecek. Bunun için kuantum mekaniğinde yer alan 'planck
sabiti' kullanılacak. Planck sabiti ise Foton enerjisi ile
elektromanyetik dalga frekansının birbirine olan oranından elde
ediliyor. Bu oran kuantum mekaniğinde aksiyonun temel birimi olarak
da düşünülebilecek bir sabit.
Bir ağırlığı dengelemek için gerekli olan planck sabitini gösteren
Kibble adında elektromanyetik güçle ölçüm yapan son derece hassas
bir aygıt kullanılacak. Biliminsanları önce kilogramın
tanımlanmasını bu şekilde değiştirmeyi oylayacak daha sonra da
çalışmalarda ortaya konan Planck sabiti değerini oylayacak ve bu
değere Kibble'da karşılık gelen ağırlığı tüm zamanlar ve mekanlar
için evrensel 1 kg olarak tanımlayacaklar. Böylece insanoğlu
gelecekte hangi ortamda veya gezegende yaşarsa yaşasın tüm ölçüm
birimlerini şaşmadan kullanmaya devam edebilecek.
Kilogramın tarihçesi
İlk önce ağırlık biriminin tanımı 1793'te Antoine Lavoisier
tarafından yapıldı ve 0.1 metre küp hacmindeki bir buzun erime
derecesindeki ağırlığı olarak belirlendi. 'Grave' olarak anılan bu
ağırlık aynı zamanda 1 litre suyu da tanımlıyordu. Bu ölçünün de
binde birine gram denildi. 1 Kg'ya da 'Grave' demek yerine bin adet
gram anlamına gelen kilogram adı verildi.
1799'da 1 Kg'ın tanımı ilk kez değiştirilerek buzun 0 derecesinde
değil 4 derece sıcaklıkta erimiş su halinin ağırlığı olması
kararlaştırıldı. Ancak suyun yapısı yeterince istikrarlı değildi ve
ölçümlerde kullanımı da pratik olmuyordu. Dolayısıyla bu suyun
ağırlığına eşit saf platinden oluşan bir silindir yapıldı. Buna da
'Arşiv kilogram' denildi.
Ancak 90 yıl sonra 1889'da bu materyal de güncellenerek platin ve
iridyum karışımı bir silindir olarak belirlendi ve günümüze kadar
da kullanıldı. Kg birimi üzerinde oynama yapılmadığından emin olmak
için aralarında çok ufak farklılıklar olan 14 kopyası, farklılıklar
kaydedilerek dünyada 14 farklı ülkeye gönderildi.
1948'de bu kopyalar ağırlıklarında değişim olup olmadığını ölçmek
için ilk kez biraraya getirildi ve aynı şartlar altında
korunmalarına rağmen zaman içerisinde hepsinin ağırlıklarının
değiştiği gözlemlendi. 1990'da yeniden ölçülen kilogramların
ağırlıklarının giderek daha fazla değiştiği (50 mikrogram)
kaydedildi.
Metrik olmayan diğer tüm ağırlık birimleri de kilograma göre
belirlendiği için (0.453559237 kg'ın 1 pound olması
kararlaştırılmıştır) kg'ın sabit kalması herkes açısından önemli
bir konu.
İçinde tutulduğu fanusların vakumlu ortamında ve tüm kontrol
şartlarına rağmen bu değişim nasıl ve neden olduğu tam olarak
çözülebilmiş değil ancak dünya sürekli tanımı değişen bir 'standard
birim' kullanamayacağı için yeni formüller arandı. Silikon küre bu
sorunu moleküler yapı ile çözdü ve ağırlığın ne olduğu sabit atom
sayısına bağlandı.
Metre de benzer süreçler geçirdi sıra Kelvin ve Amperde
Bir metre olarak bildiğimiz standart uzunluk birimi ilk olarak
Kuzey Kutbu'ndan Ekvator'a kadar olan mesafenin 10 milyonda biri
olarak tanımlandı. Ancak bugün vakumlu ortamda ışığın belli bir
sürede kat ettiği mesafe ile tanımlanıyor.
Işık değeri kelvin ve elektrik akım şiddeti amper için de benzer
şekilde evrensel sabitler belirlenecek ve 20 Mayıs 2019'dan
itibaren geçerli olacak. Bu farklılıklar metroloji dünyasının
dışında insanların günlük hayatında hissedilmeyecek ancak bilimsel
çalışmalar ve özellikle uzay projelerinde önemli olacak.