Kilogram je bio definisan masom jednog cilindričnog objekta sačinjenog od legure platine i iridijuma, koji je danas star 129 godina*, a čuva se ispod staklenog zvona u jednom predgrađu Pariza. Ovaj model, International Prototype of the Kilogram (IPK), prototip ili etalon osnovne jedinice mase iz 1889. godine, bio je jedan od prvih pokušaja unificiranja osnovnih mjernih jedinica, a od 2019. postaje zaista artefakt i odlazi u istoriju.
Le Grand K ili Big K, kako ga naučnici zovu od milja, nije baš savršen i pouzdan: iako se nalazi pod staklenim zvonom, njegova masa nije stalna, a promjene se pripisuju kontaminaciji predmeta prilikom čišćenja, oštećenjima i drugim faktorima.
Zbog svega toga, javila se potreba za stvaranjem novog etalona, novog standarda jedinice za masu. Ipak, u doba kada su nauka i tehnologija mnogo naprednije nego što su bile krajem 18. vijeka, niko ni ne pomišlja na to da treba izraditi novi fizički model kilograma. Ovo je doba kada se osnovne jedinice Međunarodnog sistema mjernih jedinica (SI) definišu preko fundamentalnih konstanti.
Podsjetimo, osnovne jedinice ovog sistema su kilogram, metar, sekunda, amper, mol, kandela i kelvin. Sve ostale mjerne jedinice se izvode od ovih, tako da se nepreciznost u definisanju osnovnih jedinica odražava i na definisanje izvedenih jedinica, poput jedinica za brzinu, energiju, silu, rad i slično.
Samo redefinisanje kilograma je dio većeg napora promjene definicija pri čemu će sve ove jedinice biti zasnovane na fundamentalnim konstantama u prirodi. Primjerice, metar je danas definisan preko konstante brzine svjetlosti te njegova definicija glasi da je to „dužina puta koju u vakuumu prijeđe svjetlost u trajanju 1/299 792 458 sekunde“. Ova definicija je usvojena 1983. godine, dok je sve do 1960. metar bio definisan slično kilogramu – prema etalonu, šipci sačinjenoj od iste legure iridijuma i platine.
Na konferenciji, koja će se 16. novembra održati u Versaillesu, predstavnici 57 zemalja će glasati o predloženim promjenama definicija osnovnih mjernih jedinica i očekuje se da će nove definicije proći glasanje. Pored kilograma, nove definicije će dobiti i jedinica za jačinu električne struje – amper, jedinica za temperaturu – kelvin i jedinica za količinu supstance – mol. Ove jedinice će biti bazirane na Plankovoj konstanti, elementarnom naboju čestice, Boltzmannovoj konstanti te Avogadrovom broju.
Fizički objekti, poput etalona kilograma, mogu mijenjati masu, tako što gube atome ili ih dobiju, a mogu se i oštetiti. Fizičke konstante su nepromjenljive u vremenu i njihovo korištenje u definicijama garantuje da će ta fizička veličina na svakom mjestu, pa čak i na drugoj planeti, biti ista.
Sve ove konstante su određene laboratorijskim mjerenjima, međutim, i one imaju u sebi određen mali stepen neodređenosti. Naime, kod ovih konstanti se ne radi o cijelim brojevima, nego su to decimalni brojevi i nauka se zapravo oslanja na najpreciznije određenje tih brojeva. Fiksirane vrijednosti osnovnih jedinica će, prema tome, biti određene najpreciznijim dostupnim brojevima.
Nove definicije neće promijeniti cijenu krompira, ali će se odraziti na tehnologiju i to na bolje.
Postavlja se pitanje šta će naučnici uraditi sa metalnim etalonom kilograma?
Etalon još neće završiti u nekom muzeju, nego će ga naučnici nastaviti mjeriti i vidjeti šta se sa ovim predmetom dešava tokom vremena.
* Ispravka: Etalon je star 129 godina, a ne 139, kako je u tekstu prvobitno bilo navedeno.