Il chilogrammo andrà in pensione a fine 2018: in arrivo la costante di Planck, ma cos’è?

Dal 1875 a oggi il chilogrammo è definito come la massa equivalente a quella di un cilindro campione di platino-iridio conservato presso il BIPM di Parigi. La definizione presenta però due gravi inconvenienti.

Il chilogrammo andrà in pensione a fine 2018: in arrivo la costante di Planck, ma cos’è?

Ma andiamo a capire più a fondo cosa succederà tra non molto….oltre 100 anni fa, più precisamente nel 1889, buona parte del mondo scientifico decise una volta per tutte di creare un’unità di misura valida per tutto il mondo. Si tratta del chilogrammo, le fondamenta del sistema metrico decimale, almeno dal punto di vista della massa, tanto che tutto il mondo lo ha adottato; purtroppo dobbiamo escludere gli Stati Uniti che per atto di ribellione ha scelto il sistema imperiale, la Liberia e la Birmania.

Dall’anno prossimo non lo sarà più in quanto la comunità scientifica ha deciso di passare alla costante di planck in quanto risulta essere più affidabile. In che senso? Un chilo è un chilo, come fa a non essere affidabile? La ragione va ritrovata nel peso originale scelto per calibrare le bilance del mondo, letteralmente parlando.

max-planck

Questione di atomi…e non solo, in un caveau a Parigi è custodito il peso originale, primo chilogrammo, quello che ha calibrato gli altri strumenti per 119 anni. Il peso è costituito per il 90% da una lega di platino e per il 10% da iridio. Col passare del tempo questi materiali deperiscono o meglio, perdono degli atomi rendendo di fatto il chilogrammo non più un chilogrammo.

Questo aspetto ha reso le misurazioni, le quali avvengono ogni 40 anni, meno affidabili anche se si tratta di un valore piccolissimo. Se tale mancanza può risultare ininfluente nel momento in cui si pesa un chilo di carne, la differenza può diventare disastrosa nel mondo in cui si parla di calcoli più complessi e in cui le misurazioni devono essere affidabili al 100%.

Per questa ragione la costante di planck sembra essere il sostituto ideale la quale si basa su una costante fondamentale. Le costanti in lizza per soppiantare il campione di Parigi sono due: una è la costante di Avogadro, che esprime il numero di particelle  contenute in una mole di una sostanza, per esempio di atomi contenuti in una mole di carbonio 12, che corrisponde a 12 grammi.

La seconda è appunto la costante di Planck, che associa la frequenza di una particella quantistica alla sua energia, che a sua volta può essere correlata alla massa attraverso la formula E = mc2 della teoria della relatività di Einstein.

I responsabili del BIPM chiedono però che la costante destinata a sostituire il campione di Parigi venga valutata con estrema precisione da più misurazioni indipendenti che diano lo stesso valore con uno scarto estremamente piccolo, inferiore alle 20 parti per miliardo.

La migliore misurazione della costante di Planck finora realizzata è stata condotta dal National Research Council canadese, che ha raggiunto un’incertezza di 19 parti per miliardo. Allo stato attuale NIST-4 ha misurato la costante con un’incertezza di 34 parti per miliardo, ma i ricercatori hanno affermato che con ulteriori perfezionamenti dell’apparecchiatura dovrebbero essere in grado di infrangere la soglia delle 20 parti entro l’anno prossimo.

Se i valori così ottenuti concorderanno ancora con quelli rilevati dai canadesi, è probabile che la costante di Planck abbia in tasca la vittoria, visto che i sostenitori della costante di Avogadro non hanno ancora raggiunto la precisione richiesta, ed è difficile che riescano a farlo due volte entro il 2018.

Rimane il fatto che io, continuerò ad andare dal mio amico fornaio e semplicemente gli chiederò di pesarmi un chilo di buon pane!!!!

dal web, di Antonio Gentile

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