Bilim adamları sonunda bir kilogramın kütlesi konusunda anlaşmaya vardı

Bir kiloyu nasıl tanımlarsınız? Onlarca yıllık tartışma ve yoğun testler sonunda, bilim adamlarından oluşan uluslar arası bir ekip, bir kilogramın kesin kütlesi hakkında nihayet anlaşmaya varmış olabilir.

Bir kilogramın kütlesinin zaten 1.000 gram veya 2,2 pound olduğunu bildiğinizi sanıyorsunuz, öyle değil mi? Ancak durum bundan daha karmaşık, çünkü şu an itibariyle, bir kilogramın kütlesi tek bir fiziksel nesne tarafından tanımlanıyor – Uluslararası Prototip Kilogram (IPK) veya “Le Grand K” olarak bilinen, Fransa’daki bir katı nesneden söz ediyoruz.

Dünya çevresinde bu silindirik nesneden oldukça fazla kopya mevcut, ancak bir kilogramın esas olarak sadece IPK’nin ağırlığı ile ölçüldüğünü biliyoruz. Ayrıca hâlâ fiziksel bir nesne tarafından tanımlanan tek Uluslararası Sistem (SI) birimi. Bu kulağa oldukça çılgın bir fikir gibi geliyor, ve bilimsel bir bakış açısından görüldüğünde hakikaten öyle. IPK’nin ne kadar iyi korunursa korunsun, zamanla atom kaybedip kazanması mümkün ve gerçekten de, silindirin yıllar boyunca saklanmaktan ötürü yüzey kirlenmesinden dolayı hafifçe ağırlaştığı görülüyor.

Bilimsel varsayımlarımızı diğer altı SI birimi ile beraber kilo için sabit kabul ettiğimize göre, bu büyük bir sorunu meydana çıkarıyor. Yalnızca IPK’ye erişimi olanlar değil, gezegendeki herkesin bir kilonun kesin kütlesini bulabilmesi gerektiğini söylemeye gerek bile yok. Bu sebeple bilim adamları geçen yirmi yılı IPK’den bağımsız olarak bir kilogramın belirlenmiş ağırlığını ortaya koymak için harcadı.

Ancak bu, düşündüğünüz kadar kolay bir iş değil. Kilonun kütlesini ortaya koyabilecek deneyler 1970’lerde ortaya konmuş ise de, Le Grand K’nin yerine geçebilecek kadar benzer sonuçlar iki değişik yol ile ancak geçen yıl elde edilebildi. Bu hafta da kilogramın geleceğini tartışmak uzere bir toplantı düzenlendi.

Temelde, IPK’yi kullanmadan bir kiloyu tanımlamak için, bilim adamlarının Planck sabitini kullanması gerekiyor, bu değer bir parçacığın enerjisini frekansına bağlıyor – ancak bu değerin hesaplanması şaşırtıcı derecede zor.

Bir ekip – Joachim Ullrich tarafından yönetiliyor (Alman Ulusal Metroloji Enstitüsü) – bu hesabı yapmak için her biri bir kilogram ağırlığında iki mükemmel silisyum küresi yapmış ve içlerindeki atomları saymış. İkinci ekip watt terazisi denen bir cihaz kullanmış ve bir elektromanyetik alana karşı bir test nesnesinin ağırlığının ölçülmesi ile Planck sabitine ulaşmaya çalışmış.

Şu kadarını söyleyelim ki, bunları yapmak araştırmacıların çok vaktini almış. Ancak geçen yılın sonlarına doğru, Nature dergisinde iki ekibin bir anlaşmaya vardığı bildirildi ve her iki grubun Planck sabitini milyarda 12 kısım kadar hassasiyetle ve birbirinden bağımsız olarak hesapladığı duyuruldu. Bu değerler derginin geçen sayısında basıldı ve 2018 yılında yapılması planlanan SI birimlerinin daha geniş bir yeniden tanımlaması yapılacağı için çok zamanında bir hamle oldu. Ancak hiç bir şey henüz değiştirilemez değil. Ekipler 1 Temmuz 2017’ye kadar, Planck sabitinin değerinin sabitlenmesinden önce daha ileri çalışma sonuçlarını yayınlayacak.

Ullrich’in önderliğindeki ekip, şimdi de anılan tarihten önce yapılacak daha kesin bir deney planlıyor ve Planck sabitinin değeri çok farklı çıkarsa, çalışmalara büyük bir darbe vuracak.

Uluslararası Ağırlık ve Ölçüm Bürosu’nun kütle bölümünde (IPK’yi Sèvres, Fransa’da barındırıyor) eski başkan olarak görev yapmış olan Richard Davis, böyle bir şeyin olmayacağından emin.

Nature dergisinden Elizabeth Gibney’e konuşan Davis, şöyle diyor: “Bu trenin çok momentumu var ve bunu raydan çıkarmak için ciddi derecede yanlış bir şeyler yapmak lazım”.

Böylece, Le Grande K’nin uzun zamandır beklenen emekliliği iyice yaklaşmış görünüyor. Daha sonraki akıbetinin ne olacağını merak ediyorsanız, endişelenmeyin; bir müzede güven içinde saklanacak.

Davis, şöyle diyor: “Ama artık hiç bir şeyi tanımlamayacak”.

Kaynak: sciencealert.com