دانشمندان به دنبال بازتعریف کیلوگرم با استفاده از خلأ
به گزارش ایسنا، از میان تمامی واحدهای استاندارد مورد استفاده در سراسر جهان، کیلوگرم (واحد رسمی جرم در سیستم بینالمللی واحدها) تنها واحدی است که هنوز هم به شیئ فیزیکی برای تعریف آن متکی است.
به گفته پاتریک آبوت از موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) در گایترسبرگ، بازبینی این تعریف اندازه‌گیری‌های خلأمحوری را می‌طلبد که محققان هنوز هم قادر به انجام آن نیستند. آبوت در شصتمین نمایشگاه و سمپوزیوم بینالمللی AVS که از تاریخ 27 اکتبر تا یکم نوامبر در کالیفرنیا برگزار شد، نتیجه تلاش‌هایی کنونی در صنعت خلأ برای بازتعریف کیلوگرم را ارائه کرده است.
آبوت همچنین در این نشست طراحی سیستمی جدید توسط تیم خود را توصیف می‌کند که امکان مقایسه مستقیم یک شیء در حال وزن‌شدن در خلأ یا خارج از خلأ را فراهم می‌کند. این تنها پروژه از نوع خود در جهان است و آبوت و همکارانش معتقدند این موفقیت در ارائه دقیق کیلوگرم بازتعریف‌شده بسیار حیاتی خواهد بود.
کیلوگرم رسمی به نام «کیلوگرم نمونه اولیه بینالمللی» (IPK) در دفتری خارج از پاریس نگه‌داری میشود و به عنوان استانداردی عمل می‌کند که نمونه اولیه کیلوگرم‌های تمامی ملل طی 125 سال اخیر با آن مقایسه شده‌اند.
هر چند دهه یک بار، نمونه‌های اولیه ملی معمولا با دست به فرانسه حمل می‌شوند و در آنجا در مقایسه با IPK اندازه‌گیری می‌شوند. اما عدم هماهنگی‌های بین نمونه‌های اولیه ملی و نمونه رسمی هر صد سال با نرخ 0.050 میلی‌گرم در حال افزایش بوده و کسی دلیل این امر را نمی‌داند. هنوز مشخص نیست که آیا IPK در حال سبک‌تر شدن است یا این که نمونه‌های اولیه ملی در حال سنگین‌ترشدن هستند. به گفته آبوت، از دست دادن جرم به دلیل فرسایش بعید به نظر می‌رسد، زیرا به ندرت از اتاقک خود بیرون آورده شده است.
به منظور حل این اختلافات، انجمن بینالمللی معیارشناسان (محققانی که علم اندازه‌گیری را مطالعه می‌کنند)، در سال 2007 تصمیم گرفتند خود را از نمونه اولیه خلاص و کیلوگرم را بازتعریف می‌کند. آنها سرانجام ثابت پلانک را برای بازتعریف برگزیدند، زیرا رابطه بین انرژی یک فوتون و فرکانس نوری که ساطع می‌کند، را توصیف می‌کند.
برای اطمینان از توافق بین سیستم کنونی IPK و کیلوگرم تعریف‌شده پلانک، محققان به ارتقای اندازه‌گیری‌شان برای عدم قطعیت نسبی نیاز خواهند داشت. هم‌اکنون محققان از دو نوع آزمایش برای اندازه‌گیری ثابت پلانک استفاده می‌کنند و هر دوی این آزمایش‌ها به خلا نیاز دارند.
به گفته پاتریک آبوت از موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) در گایترسبرگ، بازبینی این تعریف اندازه‌گیری‌های خلأمحوری را می‌طلبد که محققان هنوز هم قادر به انجام آن نیستند. آبوت در شصتمین نمایشگاه و سمپوزیوم بینالمللی AVS که از تاریخ 27 اکتبر تا یکم نوامبر در کالیفرنیا برگزار شد، نتیجه تلاش‌هایی کنونی در صنعت خلأ برای بازتعریف کیلوگرم را ارائه کرده است.
آبوت همچنین در این نشست طراحی سیستمی جدید توسط تیم خود را توصیف می‌کند که امکان مقایسه مستقیم یک شیء در حال وزن‌شدن در خلأ یا خارج از خلأ را فراهم می‌کند. این تنها پروژه از نوع خود در جهان است و آبوت و همکارانش معتقدند این موفقیت در ارائه دقیق کیلوگرم بازتعریف‌شده بسیار حیاتی خواهد بود.
کیلوگرم رسمی به نام «کیلوگرم نمونه اولیه بینالمللی» (IPK) در دفتری خارج از پاریس نگه‌داری میشود و به عنوان استانداردی عمل می‌کند که نمونه اولیه کیلوگرم‌های تمامی ملل طی 125 سال اخیر با آن مقایسه شده‌اند.
هر چند دهه یک بار، نمونه‌های اولیه ملی معمولا با دست به فرانسه حمل می‌شوند و در آنجا در مقایسه با IPK اندازه‌گیری می‌شوند. اما عدم هماهنگی‌های بین نمونه‌های اولیه ملی و نمونه رسمی هر صد سال با نرخ 0.050 میلی‌گرم در حال افزایش بوده و کسی دلیل این امر را نمی‌داند. هنوز مشخص نیست که آیا IPK در حال سبک‌تر شدن است یا این که نمونه‌های اولیه ملی در حال سنگین‌ترشدن هستند. به گفته آبوت، از دست دادن جرم به دلیل فرسایش بعید به نظر می‌رسد، زیرا به ندرت از اتاقک خود بیرون آورده شده است.
به منظور حل این اختلافات، انجمن بینالمللی معیارشناسان (محققانی که علم اندازه‌گیری را مطالعه می‌کنند)، در سال 2007 تصمیم گرفتند خود را از نمونه اولیه خلاص و کیلوگرم را بازتعریف می‌کند. آنها سرانجام ثابت پلانک را برای بازتعریف برگزیدند، زیرا رابطه بین انرژی یک فوتون و فرکانس نوری که ساطع می‌کند، را توصیف می‌کند.
برای اطمینان از توافق بین سیستم کنونی IPK و کیلوگرم تعریف‌شده پلانک، محققان به ارتقای اندازه‌گیری‌شان برای عدم قطعیت نسبی نیاز خواهند داشت. هم‌اکنون محققان از دو نوع آزمایش برای اندازه‌گیری ثابت پلانک استفاده می‌کنند و هر دوی این آزمایش‌ها به خلا نیاز دارند.
