A nova definição do quilograma vai mudar a maneira como pesamos tudo

Os cientistas mudaram a maneira como o quilograma é definido.

Mesmo as unidades habituais dos EUA, como pés, libras e temperatura em Fahrenheit, são definidas para os mesmos padrões da unidade SI.
Por exemplo, desde 1959, um pé foi oficialmente definido como 0.3048 metros. Como um metro é a distância que a luz viaja no vácuo em 1 / 299.792.458 segundos, um pé pode ser definido usando a mesma constante universal:
1 pé é igual à distância que a luz percorre no vácuo (0,3048 metros) / (299,792,458 metros / segundo). A luz no vácuo percorrerá um pé em exatamente 0,000000001016 segundos, aproximadamente um nanossegundo.

Atualmente, é definido pelo peso de um lingote à base de platina chamado “Le Grand K”, que está trancado em um cofre em Paris.

Na sexta-feira, pesquisadores reunidos em Versailles votaram para se livrar dela em favor da definição de um quilograma em termos de corrente elétrica.

A decisão foi tomada na Conferência Geral sobre Pesos e Medidas.

Mas alguns cientistas, como Perdi Williams, do National Physical Laboratory, no Reino Unido, expressaram sentimentos contraditórios sobre a mudança.

“Eu não tenho estado neste projeto por muito tempo, mas sinto uma ligação estranha com o quilo”, disse ela.

“Eu acho que é uma coisa tão empolgante e esse é um grande momento. Então, estou um pouco triste com a mudança. Mas é um passo importante para a frente e, assim, o novo sistema vai funcionar muito melhor.” Também é um momento muito emocionante, e mal posso esperar para que isso aconteça. ”

Por que descontinuar o quilograma?

Le Grand K tem estado na vanguarda do sistema internacional de medição de pesos desde 1889. Várias réplicas próximas foram feitas e distribuídas em todo o mundo.

Mas o quilograma mestre e suas cópias foram vistos mudando – muito rapidamente – à medida que se deterioravam.

Em um mundo onde medições precisas agora são críticas em muitas áreas, como no desenvolvimento de medicamentos, nanotecnologia e engenharia de precisão – os responsáveis pela manutenção do sistema internacional não tiveram outra opção senão ir além de Le Grand K para uma definição mais robusta.

Quão errado é Le Grand K?
Le Grand K guardado em segurança em Paris

A flutuação é de cerca de 50 partes em um bilhão, menor que o peso de um único cílio. Mas, embora seja pequena, a mudança pode ter consequências importantes. Chegar é uma medida elétrica que o Dr. Stuart Davidson, chefe de metrologia em massa da NPL, diz ser mais estável, mais preciso e mais igualitário.

“Nós sabemos comparando o quilograma em Paris com todas as cópias do quilo que existem em todo o mundo que há discrepâncias entre eles e o próprio Le Grand K”, disse ele.

“Isso não é aceitável do ponto de vista científico. Então, mesmo que Le Grand K esteja apto para o propósito no momento, não será daqui a 100 anos.”

Como o novo sistema funciona?

Eletroímãs geram uma força. Os pátios de sucata os utilizam em guindastes para levantar e mover grandes objetos de metal, como carros velhos. A força do eletroímã, a força que ele exerce, está diretamente relacionada à quantidade de corrente elétrica que passa por suas bobinas. Existe, portanto, uma relação direta entre eletricidade e peso.

Assim, em princípio, os cientistas podem definir um quilograma, ou qualquer outro peso, em termos da quantidade de eletricidade necessária para neutralizar o peso (força gravitacional atuando em uma massa).

Aqui está a parte complicada

Há uma quantidade que relaciona peso à corrente elétrica, chamada constante de Planck – em homenagem ao físico alemão Max Planck e denotada pelo símbolo h.

Mas h é um número incrivelmente pequeno e, para medi-lo, o pesquisador Bryan Kibble construiu um conjunto super preciso de escalas. A balança de Kibble, como ficou conhecida, tem um eletroímã que puxa para baixo de um lado da balança e um peso – digamos, um quilo – do outro.

A corrente elétrica que passa pelo eletroímã é aumentada até que os dois lados estejam perfeitamente balanceados.

Ao medir a corrente que passa pelo eletroímã até uma precisão incrível, os pesquisadores são capazes de calcular h com uma precisão de 0,000001%.

Este avanço abriu o caminho para Le Grand K ser deposto por “die kleine h”.

Quais são as vantagens do novo sistema?

A cada poucas décadas, todos os quilogramas de réplica do mundo tiveram que ser verificados em relação ao Le Grand K. O novo sistema, agora adotado, permitirá que qualquer pessoa com uma balança Kibble verifique seus pesos a qualquer momento e em qualquer lugar, segundo o Dr. Ian. Robinson

“É muito bom estar neste momento. Sinto que é a decisão certa. Uma vez feito isso, será estável no futuro previsível”, disse ele.

Com informações da PBS e da NIST