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Da tempo ho una curiosità. Il chilogrammo è l'unica unità nel sistema internazionale di misura basata su un campione fisico, conservato a Parigi. Quando fu per la prima volta definito il chilogrammo? La definizione è mai cambiata? La definizione attuale sarà rivista, visti i problemi di stabilità ed invarianza del campione? (Roberto Lanzati) (2135) |
La definizione originaria di metro risale ad una risoluzione effettuata dell'Assemblea Nazionale francese alla fine del XVIII secolo, precisamente nel 1791, in piena Rivoluzione. Il metro fu allora fissato, su proposta dell’Accademia delle Scienze, come la decimilionesima parte della lunghezza di un quadrante di meridiano terrestre Per quanto riguarda il peso si decise inizialmente che l’unità sarebbe equivalsa a quella di una quantità di acqua contenuta in un cubo il cui lato corrispondesse a un centesimo del metro. In tal modo il peso di un centimetro cubo di acqua distillata fu chiamato grammo (dal greco e latino gramma, piccolo peso) Era noto che il peso di un certo volume d’acqua variava in base alla temperatura. Inizialmente si decise di utilizzare la temperatura dell’acqua in cui il ghiaccio inizia sciogliersi (0° C nella scala moderna). In seguito, si ritenne necessario cambiare quella temperatura e di sostituirla con quella in cui l’acqua raggiunge il massimo della sua densità Il Sistema Metrico Decimale fu stabilito per legge il 7 aprile 1795 (legge comunemente conosciuta come la “Legge del 18 germinale dell’anno III”), molto prima che la missione per la nuova misura del meridiano fosse terminata La costruzione dei modelli definitivi per la lunghezza e il peso venne completata comunque solo nel giugno del 1799, dopo che le nuove misure dell’arco di meridiano furono finalmente disponibili. Il 22 di questo mese i prototipi furono presentati solennemente al Consiglio degli Anziani e dei Cinquecento, e successivamente depositati agli Archives Nationales. Una legge del successivo 10 dicembre 1799 li consacrò modelli definitivi delle misure di lunghezza e di peso in tutta la Repubblica. Il primo metro e il primo chilogrammo campioni erano di platino Il chilogrammo è la massa del prototipo internazionale conservato al Pavillon de Breteuil (Sevres, Francia). Si tratta di un cilindro di platino-iridio di 38 mm di diametro e di altezza, custodito in una tripla teca sotto vuoto insieme ad altre 6 copie di riscontro. Il chilogrammo è così l’unica unità di misura moderna che non è definita sulla base di fenomeni fisici naturali o di proprietà di materiali (il metro è per esempio oggi definito non più rispetto alle dimensioni della Terra, ma rispetto all'unità di tempo: esso è pari alla distanza percorsa dalla luce nel vuoto La ventunesima CGPM (1999) ha approvato una risoluzione che invita tutti i laboratori dei campioni di riferimento nazionali a intensificare la ricerca “per legare l’unità fondamentale di massa a costanti fondamentali o atomiche, con attenzione ad una futura ridefinizione del chilogrammo”. Quando furono costruite, le copie di riscontro erano perfette per quanto fosse possibile. Differivano dall’originale di Sèvres di circa dieci parti per miliardo. Le ultime verifiche delle copie ufficiali e delle tante decine di prototipi nazionali hanno fatto mettere in discussione la loro stabilità a causa delle derive a lungo termine osservate. Questi cambiamenti sollevano un problema più profondo. Dato che il prototipo stesso è fatto della stessa lega delle copie ed è conservato nelle stesse condizioni, anche la sua massa cambia nel tempo: eppure, dato che la sua massa è, per definizione, esattamente di un chilogrammo, deve essere sempre la stessa! Pensare nuovi metodi per definire il chilogrammo è la parte più facile. Il vero problema è trovare il modo per ottenere la precisione necessaria – in qualsiasi posto e in qualsiasi momento. E' per esempio in avanzata fase di studio un progetto che prevede di collegare il chilogrammo al numero (Paolo Agnoli – Fisico) Nota redazionale SxT Segnaliamo ai nostri web-nauti una interessante ricerca di P. Agnoli e Giulio D'Agostini sul rapporto tra il metro e il pendolo - Agnoli P., Il senso della misura. La codifica della realtà tra filosofia, scienza ed esistenza umana, Roma, Armando Editore, 2004 |
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