Arkivkilot håller inte vikten

2003-06-11 23:00  

Hos BIPM – Bureau International des Poids et Mesures – i Sèvres utanför Paris förvaras den internationella grundenheten för massa och vikt, det berömda arkivkilot. Sedan över hundra år definieras ett kilogram som vikten av just denna platina-iridiumcylinder som tillverkades av en guldsmed i England 1889.

Arkivkilot i Paris förvaras i vaccum innanför tre glasklockor.
Men nu visar det sig att cylindern börjar tappa vikt. Den kontrollmäts varje år mot sex kopior, så kallade "Temoins", och man har då funnit att den av okänd anledning förlorat 50 mikrogram. Det kan synas som en ren struntsak, en vikt mindre än ett saltkorns, men det är fullständigt oacceptabelt i vetenskapliga sammanhang där absolut högsta precision krävs. Många andra enheter, exempelvis volt, defineras också ur kilogrammet, och vi kan inte ha fladdriga standarder som förändras med tiden.

Nej, det krävs en ny och pålitligare standard för vikt. En idé är att definiera kilogrammet som massan av ett exakt antal atomer av något lämpligt slag. Detta är emellertid lättare sagt än gjort, eftersom atomantalet blir ett jättetal i storleksordningen 1025.

Kilokulan
Ett internationellt forskarlag vid Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) i Braunschweig jobbar för närvarande med att ta fram en perfekt sfär av kiselkristall med vikten av exakt ett kilogram. Känner man med stor precision radien, kristallstrukturen och atomvikterna på de ingående atomerna kan man teoretiskt räkna fram antalet atomer i sfären.

Nu består naturligt kisel av en blandning av isotoper, med masstalen 28, 29 och 30. Forskarna har därför tagit kontakt med en rysk före detta kärnvapenfabrik med erfarenhet av isotopseparation och beställt några kilo till 99,99 procent rent Si 28.

Under arbetet med en första prototyp har teknikerna i Braunschweig fått fram det rundaste föremål som någonsin skapats.
- Det är så runt att det är omöjligt att avgöra om det roterar eller ligger stilla, hävdar en entusiastisk forskare.


TERROR OCH KRIG FÖRDRÖJDE METERN OCH KILOT
Franska vetenskapsakademien föreslog år 1790 att man skulle skapa ett enhetligt internationellt system för mått och vikter. En meter definierades som 1/10 000 000 av meridianen mellan nordpolen och ekvatorn. Ett kilogram definierades som vikten av en kubikdecimeter vatten vid den temperatur där is smälter.

Ansvaret för att skapa en första prototyp för kilogrammet överlämnades till kemisten Antoine de Lavoisier. Som utgångspunkt använde han sig av det provisoriska metermått som antagits 1792 i väntan på att uppmätningen av meridianen mellan Dunkerque och Barcelona skulle bli klar. Lavoisier insåg att det inte gick att mäta på vatten vid noll grader, eftersom tätheten språngartat ändras när vattnet fryser till is. I stället bestämde han vattnets täthet vid 7 °C, och kalkylerade sedan fram vikten.

När de provisoriska prototyperna för kilot och metern var klara gällde det att snabbt få medborgarna att acceptera de nya måtten. Vetenskapsakademin fick i uppdrag att beräkna förhållandena mellan de gamla och de nya måtten och trycka upp instruktionsböcker för tjänstemän och affärsidkare. Man beslutade också att tillverka 600 sekundära prototyper i koppar för distribution över landet. Tanken var att övergången till de nya måtten skulle göras på ett halvår. Det hela liknade förberedelserna inför övergången till euro häromåret.

Men man hade inte räknat med den franska revolutionens inre dynamik. Hösten 1793 började terrorns tid. De kungliga akademierna avskaffades, och Lavoisier dömdes till döden. När han begärde uppskov med avrättningen för att kunna slutföra vissa kemiska experiment blev domarens svar att revolutionen inte hade något behov av kemister. Den 8 maj 1794 fördes Lavoisier till giljotinen.

Ett år senare var skräckväldet slut. Vetenskapsmännen återinsattes på sina poster och arbetet kunde fortsätta, men England och USA hade hoppat av det internationella samarbetet. Med Napoleonkrigen kom så en återgång till de gamla måtten, och det dröjde ända till 1840 innan metersystemet var fullständigt genomfört i Frankrike. 1875 beslutade Sveriges riksdag att införa metersystemet.

Kaianders Sempler

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.

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Debatt