Kilogram dulu dan sekarang

Berapa berat satu kilogram? Para ilmuwan telah menyelidiki masalah yang tampaknya sederhana ini selama ratusan tahun.

Pada tahun 1795, Perancis mengumumkan undang-undang yang menetapkan “gram” sebagai “berat absolut air dalam sebuah kubus yang volumenya sama dengan seperseratus meter pada suhu ketika es mencair (yaitu, 0°C).” Pada tahun 1799, para ilmuwan menemukan bahwa volume air paling stabil ketika massa jenis air paling tinggi pada suhu 4°C, sehingga definisi kilogram diubah menjadi “massa 1 desimeter kubik air murni pada suhu 4°C. ”. Ini menghasilkan kilogram asli platina murni, kilogram tersebut didefinisikan sama dengan massanya, yang disebut kilogram arsip.

Kilogram arsip ini telah dijadikan patokan selama 90 tahun. Pada tahun 1889, Konferensi Internasional Pertama tentang Metrologi menyetujui replika paduan platina-iridium yang paling dekat dengan kilogram arsip sebagai kilogram asli internasional. Berat “kilogram” ditentukan oleh silinder paduan platinum-iridium (90% platinum, 10% iridium), yang tinggi dan diameternya kira-kira 39 mm, dan saat ini disimpan di ruang bawah tanah di pinggiran kota Paris.

Kilogram asli internasional

Sejak Zaman Pencerahan, komunitas survei telah berkomitmen untuk membangun sistem survei universal. Meskipun merupakan cara yang layak untuk menggunakan objek fisik sebagai tolok ukur pengukuran, karena objek fisik mudah rusak oleh faktor buatan manusia atau lingkungan, stabilitasnya akan terpengaruh, dan komunitas pengukuran selalu ingin segera meninggalkan metode ini. mungkin.

Setelah kilogram mengadopsi definisi kilogram asli internasional, muncul pertanyaan yang sangat dikhawatirkan oleh para ahli metrologi: seberapa stabil definisi ini? Akankah ia melayang seiring berjalannya waktu?

Perlu dikatakan bahwa pertanyaan ini diajukan pada awal definisi satuan massa kilogram. Misalnya, ketika kilogram didefinisikan pada tahun 1889, Biro Berat dan Ukuran Internasional menghasilkan 7 anak timbangan kilogram paduan platinum-iridium, salah satunya adalah Internasional Kilogram asli digunakan untuk menentukan satuan massa kilogram, dan 6 anak timbangan lainnya terbuat dari bahan yang sama dan proses yang sama digunakan sebagai patokan sekunder untuk memeriksa apakah ada penyimpangan dari waktu ke waktu antara satu sama lain.

Pada saat yang sama, dengan berkembangnya teknologi presisi tinggi, kita juga membutuhkan pengukuran yang lebih stabil dan akurat. Oleh karena itu, diusulkan rencana untuk mendefinisikan kembali satuan dasar internasional dengan konstanta fisika. Menggunakan konstanta untuk menentukan satuan pengukuran berarti bahwa definisi ini akan memenuhi kebutuhan penemuan ilmiah generasi berikutnya.

Menurut data resmi Biro Berat dan Ukuran Internasional, dalam 100 tahun dari tahun 1889 hingga 2014, konsistensi kualitas kilogram asli lainnya dan kilogram asli internasional berubah sekitar 50 mikrogram. Hal ini menunjukkan adanya permasalahan pada kestabilan tolak ukur fisik unit mutu. Meskipun perubahan 50 mikrogram terdengar kecil, hal ini berdampak besar pada beberapa industri kelas atas.

Jika konstanta fisika dasar digunakan untuk menggantikan patokan fisik kilogram, maka kestabilan satuan massa tidak akan terpengaruh oleh ruang dan waktu. Oleh karena itu, pada tahun 2005, Komite Internasional untuk Berat dan Ukuran menyusun kerangka kerja penggunaan konstanta fisika dasar untuk mendefinisikan beberapa satuan dasar Sistem Satuan Internasional. Direkomendasikan agar konstanta Planck digunakan untuk menentukan satuan massa kilogram, dan laboratorium tingkat nasional yang kompeten didorong untuk melakukan penelitian ilmiah terkait.

Oleh karena itu, pada Konferensi Internasional tentang Metrologi tahun 2018, para ilmuwan memutuskan untuk secara resmi menonaktifkan prototipe internasional kilogram, dan mengubah konstanta Planck (simbol h) sebagai standar baru untuk mendefinisikan kembali “kg”.