Kilogramın ağırlığı bundan sonra Planck sabiti ile belirlenecek

Yorumlar

Meyve, sebze, insan, hayvan, altın, gümüş, otomobil; aklınıza ne gelirse hepsinin ağırlığı tüm dünya tarafından kabul edilen ortak bir sabit sayesinde ölçülüyor. Platin ve iridyumdan yapılan ve yıllardır Paris'te bir yeraltı kasasında saklı tutulan metal bir kilogram.

Uluslararası Kilogram Prototipi (International Prototype Kilogram) olarak bilinen bu metal obje, 1889 yılından beri tüm dünyada ağırlıkların ölçülmesi için prototip olarak kullanılıyor. ABD gibi ağırlık birimi olarak ons kullanan ülkeler bile ağırlık ölçümlerini yapabilmek için Uluslararası Kilogram Prototipi'ni temel alıyor.

Ancak 16 Kasım'da, yani yarın, yıllardır kullanılmakta olan bu kütle sabiti emekliye ayrılacak. 129 yıldır tüm dünyada ağırlık ölçümlerini belirleyen Uluslararası Kilogram Prototipi, ya da orijinal adıyla "Le Grand K", yerini yeni bir prototipe bırakacak.

Metrik sistemi düzenleme görevini üstlenen Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu (BIPM), kütlenin temel birimini belirleyecek yeni prototipi seçmek için yarın Versay'da bir araya gelecek. Le Grand K'nin yerini, doğadaki temel bir sabit temel alınarak belirlenen bir kilogram tanımı alacak.

16 Kasım'da gerçekleşecek bu değişiklik gündelik hayatımızda bir fark yaratmayacak olsa da, ağırlık ve ölçümler ile uğraşanlar için bu tarihi bir an olacak. Yaşanacak bu değişimi 75 yılda bir geçen Halley kuyruklu yıldızına benzeten fizikçi Stephan Schlamminger, bu büyüklükte bir değişikliğin çok nadir yaşandığını ifade etti.

Kilogramın evrensel bir sabit kullanılarak yeniden tanımlanabilmesi için dünyanın dört bir yanından bilim insanlarının yıllarca çalışması gerekti. Kilogramın yerini alacak evrensel bir sabitin bulunması 2018 yılını buldu belki ama yıllardır yürütülen bu çalışmalar ve yapılan araştırmalar, bugüne kadar yapılan en karmaşık makinelerin geliştirilmesine ve kuantum fiziğinde önemli buluşların yapılmasına yardımcı oldu.

Le Grand K'in yerini alacak bu evrensel sabit, Kibble dengesi olarak bilinen bir ölçüm aleti sayesinde belirlendi. İngiliz fizikçi Bryan Kibble tarafından 1975 yılında geliştirilen Kibble dengesi, son derece isabetli ölçümler yapmasını sağlıyor. Bugün kullandığımız sıradan tartılar bir kütleyi başka bir kütleye ölçerek çalışırken, Kibble dengesi bir kütleyi elektromanyetik güce karşı ölçerek ağırlığını belirliyor.

Kibble dengesi ile ağırlık ölçmek için etrafı mıknatıslar ile çevrili bir bobin kullanılıyor. Bobine elektrik akımı verilerek elektromanyetik çekim sağlanıyor ve bu çekim sayesinde tartılan maddenin ağırlığı belirleniyor.

Kilogramın ağırlığını kusursuz bir şekilde belirleyebilen Kibble dengesi bugüne kadar sadece iki laboratuvarda geliştirilebildi: Biri ABD'de Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) tarafından işletilen laboratuvar, biri de Kanada'da Ulusal Araştırma Konseyi (NRC) tarafından işletilen laboratuvar.

Yarın gerçekleşecek bu tarihi değişiklikten sonra iki ana ölçü birimi olan ağırlık ve uzunluk artık fiziğin iki temel teorisine bağlı olacak: İzafiyet teorisi ve kuantum mekaniği. İzafiyet teorisinin bilim dünyasına kazandırdığı ışık hızı uzunluğun belirlenmesi için temel alınırken, kuantum mekaniğinin bilim dünyasına kazandırdığı Planck sabiti de ağırlıkların belirlenmesi için temel alınacak.