En epok går i graven – kilogram får en ny definition

av | 22 november, 2018

Forskare började fundera på ”hur mycket väger ett kilogram?” under 1700-talet. I över hundra år har svaret förvarats inlåst i ett kassaskåp i Paris. Nu har forskarvärlden kommit fram till en ny definition av kilogram – i framtiden ska man kunna mäta massa mot elektrisk energi för att lättare få reda på den exakta vikten.

newsgram | Nynäshamn 22 november 2018

I en historisk omröstning i fredags beslutade forskare på den Allmänna konferensen för mått och vikt i Paris att kilogram ska definieras på ett nytt sätt. Tidigare har kilogram definierats av vikten av en platinum-baserad ingot kallad ”Le Grand K” som har hållits i tryggt förvar i en byggnad i Parisförorten Le Sèvres. Numera ska kilogram definieras i termer av en elektrisk ström.

 

Arbetet med dagens måttsystem började på 1700-talet, efter franska revolutionen. Forskarvärlden har sedan 1970-talet diskuterat fram och tillbaka hur kilogram bör definieras – detta för att forskare i slutändan ska få fram säkra och mer relevanta forskningsresultat.

Det är otidsenligt, och i längden omöjligt, att behålla kilogrammet så som det är i dag. Prototypen är från 1800-talet och de 40 kopior som har hanterats sedan 1887, varav en finns i Sverige, innebär en osäkerhet kring vad ett kilo faktiskt är. Det fungerar inte, framför allt inte i framtida forskningsprojekt, sa Jan Johansson, föreståndare för Riksmätplatserna vid RISE, och Sveriges representant på Allmänna konferensen för mått och vikt i Paris, till Ny Teknik.

Sedan 1795 har ett kilogram definierats utifrån vikten av en kubikdecimeter vatten, en liter, vid temperaturen fyra Celsius. I två omgångar har man tillverkat två prototyper som ska väga exakt så mycket – bägge har förvarats utanför Paris.

En replika av världskilogrammet inuti en glaskupa i Le Sévres utanför Paris. Foto: Christophe Ena – Associated Press

 

Den allra första gjordes i platina 1799. Det andra världskilogrammet, gjord av platina och iridium, tillverkades 100 år senare. Den har varit forskarvärldens ledstjärna fram tills i dag. Dessutom finns det ett antal kopior av världskilogrammet – Le Grand K – som plockas fram med jämna mellanrum för att man ska kunna jämföra vikten med originalet. Ibland har det uppmätts små skillnader mellan originalet och kopiorna.

Om en storhet flyter på det här sättet kan det bli problem i framtiden. Någon gång brister det. Milli- och mikrogramskillnader kan komma att spela stor roll i framtiden inom flera branscher, förklarar Jan Johansson.

I Finland hamnade en prototyp i ett kassaskåp i Otnäs.

Man har märkt att de flesta kopior numera är tyngre än själva originalet. Men inget vet om det är originalet som har blivit lättare eller kopiorna som blivit tyngre, sa Antti Manninen på Mätteknikcentralen Mikes i Otnäs till HBL.

I en byggnad i en förort utanför Paris står världens enda riktiga kilogram. Det är det enda riktig måttet, som fram tills nu, har definierats av ett fysiskt föremål. Föremålet i fråga är en metallcylinder som i över 100 år definierat vad ett kilogram är. Fram tills nu har det inte funnits någon annan definition. Allt började på 1700-talet.

Det här är väldigt stort. Man har jobbat med det här i flera hundra år, äntligen kommer vi ha ett mätsystem som helt bygger på naturliga konstanter, sa Martin Zelan, forskare vid RISE, till SVT.

När exakthet blir allt viktigare inom områden såsom läkemedelsutveckling, nanoteknologi och precisionsteknik behövdes en mer robust definition. Inom den gamla definitionen av kilogram varierar vikten allt för mycket. Även om den totalt sett är mikroskopisk, är fluktuationen tillräckligt stor för att det kan få stora konsekvenser. En elektrisk mätmetod anses vara mest tillförlitlig.

Vi vet från att jämför kilogrammet i Paris med kopior av kilogram som finns utspridda över hela världen att det finns skillnader mellan dem och Le Grand K, sa Dr. Stuart Davidson, forskningschef för Mass Metrology vid National Physical Laboratory – NPL – i Storbritannien, till BBC.

Han fortsätter.

Från ett vetenskapligt perspektiv är detta inte acceptabelt. Även om Le Grand K fungerar bra i dag kommer det inte göra det om 100 år.

För att undvika framtida problem ska kilogrammet definieras om genom den så kallade ”Plancks konstant”, en fysikalisk konstant inom kvantfysik. Enkelt förklarat använder man en otroligt avancerad balansvåg, som inte mäter vikt mot vikt, utan massa mot elektrisk energi. Den nya definitionen av kilogram kommer inte få någon betydelse i vardagen för vanliga människor. Men den kommer spela stor roll för forskarsamhället.

Man vill ha ett system som inte ändras med tiden och som är mer demokratiskt. Vill man ha absolut noggrannhet idag måste man ju åka till Paris. Det är viktigt att ha ett system där man kan göra så bra mätningar som möjligt och som industri, samhälle och forskning kan lita på, sa Martin Zelan.

Nu ska måttenheten kilogram omdefinieras. I stället för cylindern som står i en glaskupa i en byggnad utanför Paris ska kilogrammet definieras utifrån en fysikalisk konstant.

Det är det största sedan franska revolutionen. Det har sagts flera gånger under dagen på den internationella konferensen och det stämmer. Hela vårt måttsystem som vi har i dag har sitt ursprung i franska revolutionen, sa Fredrik Arrhén, forskare vid RISE, till SVT.

 

Av Carl Gram

Regler för kommentarer:

Kommentarer granskas inte före publicering. Det innebär att den som skriver en kommentar själv ansvarar för kommentarens innehåll. Den som skriver kommentarer ska följa svensk lag. Kommentera gärna, håll god ton, var artig, hota aldrig och framförallt använt sunt förnuft.

Kommentera