Stoletje in pol po prvi mednarodni merski konferenci, ki je leta 1875 potekala v Parizu, se bo do maja prihodnje leto pomembno spremenila definicija štirih merskih enot, veljavnih po vsem svetu: kilograma (masa), ampera (električni tok), kelvina (temperatura) in mola (množina snovi). Enote ne bodo več določene z materializirano mero – artefaktom, kakršen je tako imenovani prakilogram, ki ga hranijo v Parizu, temveč bodo vse definirane s pomočjo naravnih konstant, ki so enake povsod v vesolju.
Do miljardinke metra natančno
»Globalizacija je dejstvo, pa če nam to ustreza ali ne. Zato je med mnogimi drugimi procesi tudi poenotenje mer in uteži fizikalnih in kemijskih veličin na globalni ravni nujno,« pravi profesor Janko Drnovšek, predstojnik laboratorija za metrologijo in kakovost na ljubljanski fakulteti za elektrotehniko. »V znanosti iščemo potrditve vedno novih fizikalnih zakonitosti, zato moramo biti sposobni tudi vedno natančnejšega merjenja. Če želimo zaznati in potrditi nova dognanja in nove znanstvene dosežke, moramo biti sposobni meriti natančneje od fenomenov, ki jih želimo spoznati.«
Redefinicije, ki bodo potrjene letos, implementirane pa prihodnje leto, so, kot pravi Drnovšek, velik korak naprej. »Sodobna fizika se ukvarja z izredno majhnimi spremembami v naravnih zakonih. Takšno področje je denimo nanotehnologija, pri kateri govorimo o dogajanju na ravni milijardinke metra. Natančnejše ko so merilne naprave, boljše razumevanje naravnih pojavov nam omogočajo. V prihodnosti bodo fizikalni eksperimenti, vezani na realizacijo osnovnih enot, potekali na način, ki bo omogočal večjo primerljivost v več ustrezno usposobljenih laboratorijih po svetu,« pravi Drnovšek.
Zakaj se kilogram redi in hujša?
Prakilogram, torej utež z mednarodno potrjeno maso en kilogram, in njegove uradne kopije v meroslovju imenujejo mednarodni etalon. Težava pa je, da se je razmerje med etaloni, torej med prakilogramom, ki ga hranijo v Parizu, in njegovimi uradnimi kopijami, spremenilo. »Razlike med etaloni prvenstveno nastajajo zaradi različno hitrih procesov vezave molekul iz zraka, ogljikovodikov, živega srebra, vode, nastajanja oksidov, zaradi ponovljvosti čiščenja teh snovi s površine uteži in delno tudi zaradi različne obrabe,« pojasnjuje Matej Grum, vodja sektorja za fizikalna merjenja pri republiškem uradu za meroslovje. »Te vplive kvantitativno težko ovrednotimo. Nova definicija kilograma pa bo odprla možnosti, da se težavam izognemo in z drugimi načini pridemo do še natančnejših merjenj mase,« pravi Grum.
Kilogram tako po novem ne bo več izhajal iz prakilograma v Parizu, temveč bo povezan z maso osnovnih elementarnih delcev, v povezavi in primerjavi z elektromagnetno silo. Ta razmerja ne bodo več odvisna od vplivov okolja, saj so univerzalna. »Doslej je bilo treba iz vsake države, tudi iz Slovenije, potovati v državo z natančnejšim kilogramom za umerjanje nacionalnega etalona mase. Po potrebi je bilo treba oditi vse do Pariza,« pravi Drnovšek. Slovenski nacionalni etalon za maso so tri kilogramske uteži iz nerjavečega jekla, ki jih hranijo na uradu za meroslovje. Izmenično, na vsaki dve leti, jih urad za meroslovje kalibrira (umerja) v primerjavi z mednarodnimi etaloni. Za vsakdanjo uporabo – denimo v trgovini in gospodarstvu, kjer mikroskopske razlike niso usodne – bodo še vedno uporabni. V znanosti pa bo z redefinicijo enot nastopilo novo obdobje.
