A- A+

“Một kilogram” được định nghĩa lại bằng cách nào?

(Thứ Hai, 30/03/2020)


Nói đơn giản, hiện nay người ta xác định kilogram mới bằng những hằng số của Vũ trụ và một kì quan công nghệ có tên "máy cân bằng Kibble".

Trước thời điểm ngày 16/11, định nghĩa kilogram rất đơn giản: 1 kilogram bằng chính xác khối lượng của một cục kim loại làm từ 90% platinum và 10% iridi, đặt trong hầm chứa của Cục Cân nặng và Đo lường Quốc tế tại Sèvres, Pháp từ năm 1889. Nó có tên Nguyên mẫu Kilogram Quốc tế – International Prototype Kilogram (IPK, hay còn gọi là Le Grand K theo tiếng Pháp).

Nhiều cơ sở khoa học trên thế giới sở hữu bản sao chính xác của IPK, bao gồm cả 7 khối kim loại tại NIST. Đây là một mẫu vật như thế, có tên K4, được đúc từ chính khối kim loại lớn, đúc ra IPK hồi thế kỷ 19.

Sau thời điểm ngày 16/11, khi buổi bỏ phiếu thay đổi cơ chế tính kilogram được thông qua, tất cả những cục kim loại trên – IPK từ bản sao cho tới bản gốc – sẽ không còn giá trị. Một hằng số không đổi sẽ định nghĩa kilogram. Thay đổi sẽ chính thức được áp dụng vào ngày 20 tháng Năm năm 2019.

Theo nhiều báo cáo, IPK dã tụt mất 50 microgram kể từ khi nó được tạo ra. Khi con số của IPK thay đổi, sẽ nhiều đại lượng khác thay đổi theo. Và tệ hơn, khi ai đó quyết định ăn cắp IPK về để làm cục chặn giấy, toàn bộ cơ chế đo lường trên thế giới sẽ trở nên hỗn loạn (đến một mức nào đó).

Ta phải tái định nghĩa kilogram để tránh mọi phiền hà. Các nhà khoa học đã chọn hằng số Planck, một khái niệm vật lý cơ bản không bao giờ thay đổi để làm kilogram. Ta đo 1 kg tại Trái Đất, hay tại rìa Vũ trụ thì kilogram vẫn không đổi, vẫn bằng hằng số Planck, vẫn bằng 6,62607015 × 10-34 m2kg/s.

Về cơ bản, ta có hằng số Planck là con số cố định chỉ “một kilogram”, ý nghĩa của nó: mô tả cách thức một phần rất rất nhỏ vật chất tỏa ra năng lượng theo từng khối, gọi là quanta. Tại sao đến giờ ta mới có được số chính xác? Bởi hằng số Planck cực nhỏ, mà các nhà khoa học phải tính toán chính xác tới từng con số thập phân một, không được phép xảy ra sai sót.

Bằng cỗ máy cân bằng Kibble và quan sát một khối silicon có hình cầu gần hoàn hảo, ta luận ra được số Planck chính xác nhất có thể. Kilogram đã trở thành một định nghĩa mang tầm vóc vũ trụ, không bao giờ thay đổi.

Nguồn, tác giả bài viết: Theo GenK
Tags: 1KG ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ KHÔNG ĐỔI GIẢI ĐÁP THẮC MẮC HẰNG SỐ PLANCK

tin liên quan

Không có tin

tin khác

Báo chí nói về STEMUP