Arxiu del dilluns, 7/02/2011

Un nou kilo 2.0

dilluns, 7/02/2011

kilogram.jpg Quan parlen del Sistema Internacional d’Unitats sempre em venen al cap les tres unitats de mesura que semblen les més bàsiques, essencials i habituals: El metro, el kilogram i el segon. En realitat faig curt, perquè actualment hi ha definides set unitats bàsiques. A més d’aquestes tres hi ha l’ampere per mesurar la intensitat del corrent elèctric, el kelvin per la temperatura, el mol per la quantitat de matèria i la candela per la intensitat lluminosa. A partir d’aquestes es poden establir la resta d’unitats, però aquestes set són el fonament del sistema.

Qui s’encarrega de determinar-les es la Conferencia Internacional de Pesos i Mesures, que es reuneix cada quatre anys des del 1889. En cada ocasió s’estableixen les bases i les correccions que cal introduir, sobretot a mida que la tecnologia millora. Al principi, les unitats eren objectes físics que es guardaven a parís. El “metre patró”, per exemple, era una barra de platí-iridi que mesurava la deumilionèsima part del meridià terrestre. D’aquest patró es feien copies exactes que cada país guardava curosament.

De totes maneres, fer servir un objecte és poc exacte. És millor fer servir algun fenomen natural que es pugui mesurar amb precisió i que no s’alteri amb el pas del temps. Per això les unitats s’han anat redefinint i ara un segon és “la durada de 9.192.631.770 períodes de la radiació corresponent a la transició entre els dos nivells hiperfins de l’estat fonamental de l’àtom de cesi 133”. I amb el segon definit ja podem dir que el metre és “la distància recorreguda per la llum en el buit durant un 299.792.458è de segon”.

Però si mirem la definició que quilogram trobem que és la única unitat que no depèn de cap fenomen natural sinó que  encara és “la massa del prototip internacional del quilogram”. Una excepció lamentable que es manté des de fa massa temps. Això porta problemes. Per exemple, s’ha vist que des que es va fabricar aquell prototip ha perdut uns 50 micrograms (mil·lèsimes de mil·ligram). No sembla gaire, però en realitat és moltíssim. El motiu de la pèrdua no se sap, però potser quan el netejaven s’emportaven una mica del material i, al llarg dels segles, això s’acaba notant.

La llauna és que com que per definició un kilo és el que pesa aquell tros de metall, si allò ha perdut massa, el concepte de kilo també la perd. Absurd, però de moment és el que hi ha. Per això, una de les coses que es pretén a la reunió d’aquest any és trobar una nova definició de kilogram. Una que depengui d’algun fenomen natural.

Per definir-lo es farà servir una cosa anomenada “balança de Watt”, un sistema tècnicament molt complex que fa servir conceptes com el “quant de Planck”. Simplificant moltíssim aquesta balança permet mesurar la quantitat d’energia electromagnètica que cal per equilibrar l’atracció gravitatòria d’un objecte d’un kilo. Segurament amb aquest sistema s’aconseguirà definir el kilo d’una manera que ja no experimentarà variacions amb el temps però que serà força incomprensible per als profans. La definició que he llegit és “la massa tal que el quant d’acció de Planck sigui 6,62606896XX x 10-34 joule x segon” (el que deia: incomprensible).

Un dels problemes està en les dues XX que apareixen al final de la xifra. Encara no se saben amb prou precisió. De moment estem en un error de 5 parts en mil milions, però es pretén que l’error sigui només de dos parts en mil milions. Un problema tècnic que al final serà superat. Aleshores tindrem un “kilo 2.0” i podrem deixar l’actual “kilo analògic” com una curiositat del passat.

I, una curiositat final. El nou kilo pesarà 50 micrograms menys que l’original ja que ha de coincidir amb el patró actual que, per definició, és “el kilo”.