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giovedì, 6 Ottobre 2022

Addio al buon vecchio “chilogrammo”

Spazio ad una nuova definizione scientifica, precisa ma complessa

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Andare al mercato non sarà più come prima.

Ebbene sì, sembra che il caro e fedele chilogrammo debba andare in pensione.

Unità di misura che fa riferimento ad un cilindro di platino e iridio, conservato presso il BIPM (Bureau International des Poids et Mesures) di Sèvres.

Il campione però, benché preservato con la massima cura, risulta soggetto a microvariazioni (dovute alla polvere, al caldo, al freddo e ad altri fattori) le quali determinano, nel tempo, un cambiamento delle sue caratteristiche. Si stima, infatti, che dal 1889 ad oggi, la sua massa sia variata di circa 50 microgrammi.

Ciò lo si è potuto stabilire confrontando il cilindro con un 1 decimetro cubo di acqua distillata a 3,98 °C e con 18 oggetti analoghi (spesso sferici anziché cilindrici e di solo silicio) che, custoditi in vari luoghi del pianeta, costituiscono delle copie del campione di Sèvres, create per non rischiare di rimanere senza riferimenti, nel caso l’originale sparisca o appaia danneggiato.

Dunque, poiché il “chilogrammo” necessita di rimanere stabile, si è pensato di introdurre un sistema di riferimento che possa fare a meno di un elemento materiale, come ormai accade per quasi tutte le altre unità di misura.

Per l’occasione si è deciso di ricorrere alla bilancia di Kibble (così chiamata in onore del fisico e metrologo Bryan Kibble, scomparso nel 2016), definita anche NIST-4, messa a punto da ricercatori del NIST (National Institute of Standards and Technology) di Gaithersburg, in Maryland.

Presa una bilancia di Kibble, si pone su di essa il campione di riferimento e, per controbilanciarlo, si usa una forza generata da una corrente elettrica, che scorre in un filo immerso in un campo magnetico: in questo modo, il chilogrammo diventa la massa controbilanciata da una certa quantità di corrente, per la quale entra in gioco la costante di Planck.

Attenzione però. Come per la maggior parte delle costanti, quella di Planck non è ancora stata quantificata con assoluta precisione (anche se il National Research Council del Canada l’ha calcolata con un’incertezza pari a 19 parti per miliardo e sembra che presto arriverà a essere ancor più accurata).

Insomma, un enorme passo avanti per la scienza ma, certamente, un bel grattacapo per gli studenti.

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