Så ska kilot säkras för all framtid

2018-11-15 12:31  

Kilot så som det definieras i dag kan snart vara historia. I stället för att hänvisa till en artefakt ska enheten förankras i något betydligt mer beständigt.

(Uppdaterad)

Diskussionerna har pågått ända sedan 1970-talet. På fredag är det dags för ett beslut. Då ska Allmänna konferensen för mått och vikt avgöra om den internationella kilogramprototypen, världskilogrammet i Paris, ska gå i delpension. I stället kan kilot utgå från naturkonstanter.

– Det är otidsenligt, och i längden omöjligt, att behålla kilogrammet så som det är i dag. Prototypen är från 1800-talet och de 40 kopior som har hanterats sedan 1887, varav en finns i Sverige, innebär en osäkerhet kring vad ett kilo faktiskt är. Det fungerar inte, framför allt inte i framtida forskningsprojekt, säger Jan Johansson, föreståndare för Riksmätplatserna vid Rise och Sveriges representant på Allmänna konferensen för mått och vikt.

Läs mer: Så kan kilogrammet banta

Det statliga forskningsinstitutet Rise Research Institutes of Sweden står som värd för de flesta av Sveriges så kallade Riksmätplatser, som har i uppdrag att säkerställa spårbarhet till det internationella måttsystemet SI. Det är också Rise som förvarar en av kopiorna av världskilogrammet, i Borås.

Världskilogrammet en måttstock i över 100 år

Ett kilogram har sedan 1795 definierats utifrån vikten av en kubikdecimeter vatten, en liter, vid temperaturen fyra grader Celsius. Det har i två omgångar tillverkats prototyper som ska väga exakt så mycket, båda har förvarats utanför Paris. Den första gjordes i platina 1799. Det andra världskilogrammet, gjord av platina och iridium, tillverkades drygt 100 år senare och har varit ledstjärnan fram tills i dag.

De 40 kopior som finns av världskilogrammet behöver då och då jämföras med originalet. Men det går inte att plocka fram exemplaren för ofta, då riskerar de att påverkas av föroreningar eller misshantering. Ändå har det uppmätts skillnader mellan kopiorna och originalet på upp till 50 mikrogram. Det låter kanske lite, men mycket små förändringar kan i förlängningen få stora konsekvenser.

– Om en storhet flyter på det här sättet kan det bli problem i framtiden. Någon gång brister det. Milli- och mikrogramskillnader kan komma att spela stor roll i framtiden inom flera branscher, förklarar Jan Johansson.

Ett sådant exempel är läkemedelsbranschen.

Det är också svårt att säkerställa vilken eller vilka av kilogramprototyperna som felar eftersom till och med världskilot kan ha påverkats under dessa drygt 100 år.

Ett förslag för att säkra kilots framtid

Förslaget är att kilot framöver ska utnyttja Plancks konstant, för att definitionen av ett kilogram ska säkras för all framtid. En massa mäts då på en avancerad balansvåg som kallas kibblevåg, tidigare wattbalansvåg. Vikten placeras i den ena vågskålen. Den andra vågskålen hålls på plats genom en pålagd elektrisk effekt, därav namnet Wattbalansvåg. Motsvarande massa kan bestämmas baserat på Plancks konstant.

– Det fina med det den här metoden är att du inte behöver utgå enbart från ett kilo, utan också andra vikter som till exempel ett gram eller ett milligram, säger Jan Johansson.

Varför har det tagit drygt 40 år att komma fram till ett beslut om en ny definition?

– Det är den tid det har tagit för oss att försäkra oss om att ett kilogram verkligen är ett kilo med den här metoden, även i framtiden. Det har krävts forskning och försök i sofistikerade labb som bygger på teorin och de nya definitionerna. Vi måste säkerställa att teorin håller, och att den går att förverkliga.

Det gamla världskilogrammet och dess kopior kommer enligt Jan Johansson fortsätta att användas, framför allt av mindre labb utan möjlighet att ha en egen Kibblevåg.

Allmänna konferensen för mått och vikt ska utöver kilogrammets framtid under fredagen även ta ställning till om ampere, kelvin och mol ska omdefinieras till naturkonstanter. De nya definitionerna börjar i så fall gälla våren 2019.

Så definieras några grundläggande enheter

Meter: Definieras utifrån den sträcka ljuset rör sig i vakuum.

Sekund: Definieras utifrån en elektron som flyttar sig mellan två energinivåer i en atom av cesium.

Kilogram: Kan från och med nästa år härledas från Plancks konstant.

Ania Obminska

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Debatt