Hier is een eenvoudige vraag: wat is een kilogram?
A. 1000 gram
B. een standaard massa-eenheid (vaak genegeerd in de Verenigde Staten)
C. een platina-iridiumcilinder bewaard in een kluis in Sèvres, Frankrijk
D. al het bovenstaande
Het antwoord is natuurlijk D. En dat is een probleem voor de wetenschappers die verantwoordelijk zijn voor de meetkunde. Zie je, die kleine cilinder verborgen in zijn Franse kluis blijft veranderen. Wanneer wetenschappers de massa van de 130-jarige International Prototype Kilogram (zoals het officieel bekend is) vergelijken met die van replica's gemaakt van hetzelfde materiaal en opgeslagen in vergelijkbare omstandigheden over de hele wereld, komen ze niet overeen. Die kleine cilinders ondergaan waarschijnlijk materieel verval, maar omdat de IPK officieel een kilogram is, ongeacht hoe deze wordt vergeleken met zijn replica's, is er geen manier om te vertellen wat er aan de hand is. En geen manier om te weten wat een kilogram echt is.
Het is een raadsel dat wetenschappers moeten oplossen omdat de kilogram een van de weinige basiseenheden is (zoals de tweede en de meter) die worden gebruikt in de definities van andere, meer complexe eenheden, zoals die worden gebruikt om temperatuur, elektriciteit of dichtheid te meten. Als de kilogram af is, raken zelfs een beetje kritische metingen in de wetenschap, techniek en handel in de war.
De kilogram is de enige standaard die dit probleem heeft; jaren geleden vervingen wetenschappers andere normen op basis van fysieke objecten, zoals de meter, door definities op basis van fundamentele constanten in de natuur, zoals de snelheid van het licht. En er zijn door de jaren heen tal van mogelijke vervangingen voor de kilogram voorgesteld (Wikipedia heeft een goede lijst; mijn favoriet is de glanzende bol van puur silicium).
Het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology steunt een definitie op basis van de Planck Constant, een getal uit de kwantummechanica. Het is een complexere definitie dan een eenvoudige cilinder, maar het is onwaarschijnlijk dat deze de komende eeuw zal veranderen.
NIST heeft zijn definitie vorige maand ingediend bij het Internationaal Comité voor gewichten en maatregelen, een van de adviesorganen die toezicht houdt op dergelijke zaken, en heeft de wijziging goedgekeurd. De kwestie zal vervolgens worden behandeld in een resolutie van de Algemene Conferentie over gewichten en maatregelen, de internationale groep die bevoegd is om de kilogram te vervangen, tijdens haar volgende vergadering in oktober 2011. Als de resolutie wordt aangenomen, zou de definitie kunnen veranderen door het einde van het decennium.
"Dit is eigenlijk een vooruitgang in de meetkunde", zegt NIST-woordvoerder Ben Stein. "Dit is de volgende fase. Er zijn ontdekkingen gedaan in het meten van de constanten van de natuur, zoals de snelheid van het licht, de hoeveelheid energie in een kwantum van energie ... we kennen ze nu vrij goed. Deze getallen veranderen niet, dus waarom zou je de eenheden niet definiëren in termen van deze constanten? Ze komen uit de natuurlijke wereld. "
( HT: Geeks zijn sexy )
