A kilónak lehet, hogy diétáznia kell. A nemzetközi szabvány, egy henger alakú fémdarab, amely a tömeg alapvető mértékegységét határozza meg, egy új tanulmány szerint több tíz mikrogrammnyi tömeget nyert a felszíni szennyeződések miatt.
Az eredmény az, hogy minden ország, amely rendelkezik egy ilyen szabványos tömeggel, kissé eltérően határozza meg a kilogrammot, ami megzavarhatja a nagyon pontos súlymérést igénylő tudományos kísérleteket, vagy a súly alapján korlátozott, szigorúan korlátozott tárgyak, például a radioaktív anyagok nemzetközi kereskedelmét.
A kutatás szerint azonban ózon és ultraibolya fény segítségével a kilogrammokat károsodás nélkül meg lehet tisztítani.
A Metrologia című folyóirat januári számában ismertetett tisztítási technikát végül széles körben elfogadhatják, mint az alapvető tömegegység egységesebbé tételének módját.
Amellett, mivel “olyan berendezéseket használ, amelyekhez túl nagy idő- és pénzbefektetés nélkül hozzá lehet jutni”, ez egy olyan praktikus technika, amelyet széles körben el lehetne fogadni, mondta Richard Davis, a párizsi Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatalnak tanácsadóként dolgozó metrológus, aki nem vett részt a tanulmányban.
Egységes szabvány
A kilogrammot először az 1875-ös méteregyezményen fogadták el nemzetközi szabványként.
A tudósokat akkoriban frusztrálta, hogy nem volt egységes, szabványos módszer a tömeg nagy pontosságú mérésére.
A probléma megoldására a tudósok platinából és platina-irídium ötvözetből létrehoztak egy henger alakú tömegdarabot, az úgynevezett nemzetközi prototípus kilogrammot (IPK). A körülbelül 2,2 font (1 kilogramm) súlyú henger a kilogramm definíciója. A kilogramm egyike a hét szabványos nemzetközi alap mértékegységnek.
Az 1880-as években körülbelül 40 ilyen kilogramm prototípust osztottak szét a méteregyezményt aláíró országok között – mondta a tanulmány társszerzője, Peter Cumpson, az angliai Newcastle Egyetem metrológusa.
Mocskos súlyok
A tudósok már akkor rájöttek, hogy szennyeződések bevonhatják a kilogramm felületét. Hogy megpróbálják ellensúlyozni ezt a hatást, hengerré alakították a tömegeket, amelyeknek kisebb a felülete a por és a törmelék felvételére. Az IPK-kat szűrt laboratóriumi levegőben, állandó hőmérsékleten és nyomáson tárolják, de nincs mód arra, hogy teljesen elszigeteljék őket a légszennyezéstől és a szennyeződésektől, mondta Cumpson a LiveScience-nek.
A tisztításhoz egy képzett technikus alkoholba mártott puha bőrrel dörzsöli a hengereket. De mivel minden ország másképp és máskor tisztítja a kilogrammjait, a világon minden kilogramm más és más, ismeretlen mértékű eltérést mutat.
A kilogramm tisztítása
Hogy lássuk, hogyan rakódik a kilogramm súlya, Cumpson csapata egy röntgenspektroszkópiának nevezett képalkotó technikát használt, hogy megvizsgálja az IPK-khoz hasonló felületeket. Ezek a felületek évtizedenként több tíz mikrogramm szénalapú és higanyszennyezést vettek fel. És bár néhány tucat mikrogramm nem sok, mégis számít olyan dolgok mérésénél, mint a radioaktív anyagok, mondta Cumpson.
A szén valószínűleg az autók kipufogógázából származik, míg a higanyszennyezés azért következett be, mert a laboratóriumokban a higannyal töltött hőmérők és barométerek időnként eltörnek.
A csapat azt is megállapította, hogy ózon és ultraibolya fénykezeléssel megbízhatóan meg lehet bontani a szénatomok közötti kötéseket a felületen, így a szénalapú szennyeződések egyenletes mennyiségét el lehet távolítani. A higany azonban valószínűleg ott marad, mondta Cumpson.
Míg vannak más módszerek is, “az UV ózonos módszer tényleg az egyetlen, amely versenyképes a kézi dörzsöléssel” – mondta.
Az alapvető állandók
Hosszú távon azonban a legtöbb tudós szeretne elszakadni a kilogrammnak egy darab fém alapján történő meghatározásától. Ehelyett valahogyan egy alapvető természeti törvényen kellene alapulnia, mondta Davis.
“Azt hiszem, a definíciót a következő öt-tíz évben meg fogják változtatni” – mondta Davis a LiveScience-nek.
Az egyik lehetőség egy elektromágneses eszköz használata, amely következetesen ugyanannyi erőt termel, amiből aztán kiszámítható a tömeg, mondta Cumpson.
Szerkesztői megjegyzés: Ezt a cikket január 7-én keleti idő szerint 12:30-kor frissítettük, hogy tisztázzuk a súly és a tömeg közötti különbséget.
Kövesse a LiveScience-t a Twitteren @livescience. A Facebookon & és a Google+-on is megtalálhatóak vagyunk.
Újabb hírek