Denne vekta kan gi oss et nytt kilo

National Institute of Standards and Technology har nå målt Plancks konstant til å være 6.626069934 · 10^-34kg · m²/s.

"Det her må være ny rekord i å starte en artikkel på minst mulig interessant og tilgjengelig vis", tenker du kanskje, og har sannsynligvis rett. Men dette tallet kan rett og slett bidra til å sikre at måleenheten kilo overlever en eventuell apokalypse.

Et kilo = en klump

De sju grunnenhetene i SI-systemet – det internasjonale systemet for måleenheter – er meter, sekund, ampere, kelvin, mol, candela og kilogram (populært kalt kilo, en forenkling vi også benytter oss av). De seks førstnevnte kan utledes av naturkonstanter, en meter er for eksempel så langt som lyset flyr i vakuum på 1 / 299,792,458 sekund. Kiloet er vekten på en klump platina-/iridiumlegering som ligger i et hvelv i Paris.

Dette kiloet ble i sin tid definert av massen til én liter rent vann ved omtrent 4 Cº, men siden lufttrykket da må tas med i betraktninga må vi vite hvor mye et kilo er for å kunne definere et kilo – det går ikke

Vi vil ha kontroll på enhetene våre, og sikre dem mot utilsikta endringer.

– Dersom sivilisasjonen går under, og det eneste som overlevde er en bok med definisjonene av enhetene våre, så vil vi at de neste som befolker jorden skal kunne gjenskape SI-systemet bare ved å gjøre noen veldig presise målinger, forklarte fysiker Bjørn Hallvard Samset sist vi prata om kiloet.

• Les: Kampen om kiloet
• Les: Forskere lanserer ny metode: Klokkevekta kan redefinere kiloet
• Les: Stadig nærmere nytt kilo

Tidligere har det blitt spekulert i om avogadrokula eller klokkevekta skulle løse problemet, men det virker å være Watt-vekta, som i løpet av det siste året har blitt omdøpt til Kibble-vekta etter dens avdøde oppfinner Bryan Kibble, som er nærmest.

Kort fortalt fungerer den på følgende måte: Et magnetisk lodd henger i ei snor, og blir påvirka av tyngdekrafta. Rundt loddet ligger en elektrisk krets som skaper et magnetisk felt og dytter loddet oppover. Vekta måler tyngdekraft mot magnetisk kraft og dermed mot elektrisk strøm.

Kibble-vekta ved NIST i Maryland, USA, har nå altså målt Plancks konstant, en fysisk konstant fra kvantemekanikken, ekstremt nøyaktig. Og denne konstanten gjør oss i stand til å, for all fremtid, regne ut hvor mye et kilo er.

Kravet fra CODATA, en tverrfaglig komité som blant annet har som jobb å ha kontroll på naturkonstantene, er tre eksperiment med mindre enn 50 milliarddels feilmargin, og ett eksperiment med mindre enn 20 milliarddels feilmargin. Ved NIST har de nå tre eksperimenter som oppfyller sistnevnte krav.

NIST-sjef Stephan Schlamminger forteller til physorg at disse tre verdiene ikke er nøyaktig like.

– Men det er ikke langt unna, særlig hvis man tar det at vi målte med ulike metoder med i betraktninga.

Bjørn Hallvard Samset synes også det ser bra ut:

– Veldig flotte målinger! Det ser faktisk ut til at de kan klare den planlagte redefinisjonen.

Fristen for å levere inn Planck-målinger til CODATA gikk ut 1. juli, men vi må vente helt til november neste år før vi får vite hvordan den nye definisjonen av et kilo vil se ut.