Olge valmis: kilogrammi definitsioon läheb muutmisele

Kilogrammi definitsioon läheb muutmisele. Pilt on illustreeriv.

FOTO: Sebastian Kahnert / Caro / Scanpix

Kuigi enamusele meist ei tohiks muutus igapäevaelus tunda anda, on massiühiku täpsem defineerimine vajalik tipptehnoloogiliste seadmete edukamaks tööks.

Kõigile tuntud kilogramm - ühik, mille järgi ostame suurt osa oma toidukaubast või mille põhjal oma tervist hindame – ei pruugi aasta pärast olla enam see, mis ta on täna, kuna teadlased on võtnud eesmärgiks maailma enim kasutatud massiühiku definitsiooni ära muuta, kirjutab Deutsche Welle.

Kui eelnev lause segadusse ajab, siis tasub korraks mõelda, et misasi see kilogramm ikkagi on? Mida see tähistab? Mõistagi on tegemist kokkuleppelise suurusega, kuid ometigi on see väga täpselt defineeritud.

Kilogramm, nagu ka pea kõik teised SI-süsteemi ühikud, on meieni jõudnud Prantsuse revolutsiooni pärandina. Kuningavõimu kukutamise kaoses tekkis nimelt rahva seas nõudmine standardiseeritud mõõduühikute järgi, kuna kaupmehed kippusid toidu müümisel kaalu arvelt petma.

Nii loodigi 1799. aastal esimene standardiseeritud kilogramm ning selle põhjal 1889. aastal ka rahvusvaheline kilogrammietalon – plaatina ja iriidiumi sulamist valmistatud silindrikujuline viht, mille kõrgus ja läbimõõt on 39 millimeetrit. Selle metallitüki mass ongi rahvusvaheliselt kehtiv kilogrammi definitsioon.

Koopia kilogrammi etalonist.

FOTO: Japs 88 / Wikipedia / CC BY-SA 3.0

Tegemist on ühe maailma teaduse paremini kaitstud varaga. Kilogrammi etaloni hoitakse Prantsusmaal Pariisi äärelinnas Sevres’ asuva Rahvusvahelise Kaalude ja Mõõtude Büroo keldris paksude seinte ja piinliku täpsusega tagatud õhutingimustega seifis, mille külastamine on lihtsurelikele rangelt keelatud. Uksest sisse pääsemiseks on vaja kolme võtit, millest igaühel on veel oma käes. Seifis sees on etalon õhust tekkivate kahjustuste ärahoidmiseks kaitstud kahekordse klaaskupliga.

Kuivõrd etaloni kasutamist tuleb minimeerida, on sellest tehtud käputäis koopiaid, mis on kõikjal üle maailma kohalikuks massiühiku referentsiks.

Ühikud konstandipõhiseks

Milleks siis muutused? Tuleb välja, et kõigist kaitsemeetoditest hoolimata on kilogramm siiski aasta-aastalt vähenenud, kuigi muutused on niivõrd väikesed, et igapäevaelu need kindlasti ei mõjuta. Lisaks on mitmed teised SI-süsteemi ühikud juba mõni aeg tagasi Universumi füüsiliste konstantidega seotud.

Näiteks temperatuuri ühik Kelvini kraad on tänaseks defineeritud kui 1/273,16 vee kolmikpunkti termodünaamilisest temperatuurist. Järelikult on temperatuuriühik defineeritud läbi absoluutse nulli (-273,15°C) ja konkreetse füüsikalise nähtuse, vee kolmikpunkti. Kolmikpunkt on kindel temperatuuri ja rõhu väärtuste kombinatsioon, mille puhul on aine olekud (tahke, vedel, gaasiline) omavahel tasakaalus.

Selline definitsioon on aga ebamugav, kuna mõõtmise täpsus sõltub kasutatava vee puhtusest ja paljust muust. Seetõttu ongi kaalude ja mõõtude büroo otsustanud, et käesoleva aasta lõpus minnakse üle uuele definitsioonile, mis põhineks füüsikas tuntud Boltzmanni konstandile.

Samalaadne üleminek seisab lähiajal ees ka kilogrammil. Tõenäoselt saab massiühik olema seotud kvantfüüsika ühe keskse väärtuse, nn Plancki konstandiga, kuigi täpsem otsustamine seisab veel ees. Täpsemad otsused langetatakse novembris toimuval Rahvusvahelise Kaalude ja Mõõtude Büroo konverentsil ning mõõtude süsteemi uuendamiseni jõutakse tõenäoselt kõige varem tuleva aasta 20. mail ehk üleilmsel metroloogiapäeval. Metroloogiaks mõõtude teadust nimetataksegi.

Kuigi etalonkilogrammi massimuutus ei tohiks kedagi igapäevaelus häirida, on imepisikesed muutused täppisteaduses ja tipptehnoloogias vigade tekitamiseks siiski piisavad. Lisaks on konstantide põhjal võimalik tuletada täpseid mõõtühikuid ilma füüsilisi etalone üle mõõtmata.

Populaarne

Tagasi üles