Quanto pesa un chilogrammo? Gli scienziati si sono interrogati su questo problema apparentemente semplice per centinaia di anni.
Nel 1795, la Francia promulgò una legge che definiva il "grammo" come "il peso assoluto dell'acqua in un cubo il cui volume è pari a un centesimo di metro alla temperatura di fusione del ghiaccio (cioè 0°C)". Nel 1799, gli scienziati scoprirono che il volume dell'acqua è più stabile quando la densità dell'acqua è massima a 4°C, quindi la definizione di chilogrammo cambiò in "la massa di 1 decimetro cubo di acqua pura a 4°C". Questo portò alla creazione di un chilogrammo originale in platino puro, il quale è definito come uguale alla sua massa, ed è chiamato chilogrammo d'archivio.
Questo chilogrammo d'archivio è stato utilizzato come punto di riferimento per 90 anni. Nel 1889, la Prima Conferenza Internazionale di Metrologia approvò una replica in lega di platino-iridio, la più simile al chilogrammo d'archivio, come chilogrammo originale internazionale. Il peso del "chilogrammo" è definito da un cilindro in lega di platino-iridio (90% platino, 10% iridio), che ha un'altezza e un diametro di circa 39 mm, ed è attualmente conservato in un seminterrato alla periferia di Parigi.
chilogrammo originale internazionale
Fin dall'Illuminismo, la comunità topografica si è impegnata a stabilire un sistema di misurazione universale. Sebbene l'utilizzo di oggetti fisici come punti di riferimento per le misurazioni sia un metodo praticabile, poiché gli oggetti fisici sono facilmente danneggiabili da fattori antropici o ambientali, la stabilità del sistema ne risente, e la comunità topografica ha sempre auspicato di abbandonare al più presto questo metodo.
Dopo l'adozione della definizione internazionale originale di chilogrammo, sorge una questione che preoccupa molto i metrologi: quanto è stabile questa definizione? Cambierà nel tempo?
Va detto che questa questione è stata sollevata fin dall'inizio della definizione dell'unità di massa chilogrammo. Ad esempio, quando il chilogrammo fu definito nel 1889, l'Ufficio Internazionale dei Pesi e delle Misure produsse 7 pesi da un chilogrammo in lega di platino-iridio, uno dei quali è il chilogrammo originale internazionale, utilizzato per definire l'unità di massa chilogrammo, mentre gli altri 6 pesi, realizzati con lo stesso materiale e lo stesso processo, vengono utilizzati come parametri di riferimento secondari per verificare eventuali variazioni nel tempo tra di loro.
Al contempo, con lo sviluppo di tecnologie di alta precisione, si rende necessaria una maggiore stabilità e accuratezza nelle misurazioni. Per questo motivo, è stato proposto un piano per ridefinire l'unità di misura internazionale di base utilizzando costanti fisiche. L'impiego di costanti per definire le unità di misura garantisce che tali definizioni soddisfino le esigenze della prossima generazione di scoperte scientifiche.
Secondo i dati ufficiali dell'Ufficio Internazionale dei Pesi e delle Misure, nei 100 anni compresi tra il 1889 e il 2014, la consistenza qualitativa tra il chilogrammo originale e il chilogrammo originale internazionale è variata di circa 50 microgrammi. Ciò dimostra che esiste un problema di stabilità nel parametro fisico di riferimento dell'unità di misura della qualità. Sebbene una variazione di 50 microgrammi possa sembrare esigua, ha un impatto significativo su alcuni settori di fascia alta.
Se si utilizzassero le costanti fisiche fondamentali al posto del chilogrammo, la stabilità dell'unità di massa non sarebbe influenzata dallo spazio e dal tempo. Pertanto, nel 2005, il Comitato Internazionale dei Pesi e delle Misure ha elaborato un quadro di riferimento per l'utilizzo delle costanti fisiche fondamentali nella definizione di alcune unità di base del Sistema Internazionale di Unità. Si raccomanda di utilizzare la costante di Planck per definire l'unità di massa chilogrammo e si incoraggiano i laboratori nazionali competenti a svolgere attività di ricerca scientifica in merito.
Pertanto, alla Conferenza Internazionale di Metrologia del 2018, gli scienziati hanno votato per dismettere ufficialmente il prototipo internazionale del chilogrammo e hanno adottato la costante di Planck (simbolo h) come nuovo standard per ridefinire il "kg".
Data di pubblicazione: 05-03-2021