Standardkiloet har blitt flere titalls mikrogram tyngre. Dessverre betyr det ikke at du kan trekke fra litt på julevekta, for nå vil forskerne slanke kiloet.
Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.
Dette kilogrammet er en kopi av originalen, og står utstilt på Cité des Sciences et de l’Industrie i Paris. Nærmere kommer vi ikke selve originalen, for den er godt beskyttet. Likevel legger den jevnlig på seg. (Foto: Japs 88/Wikimedia Creative Commons)
SI-enhetene:
Et sekund, enheten for tid: er så lang tid det tar et atom av cesium-133 å bytte energitilstand 9,192,631,770 ganger.
En meter, enheten for lengde: så langt som lyset flyr i vakuum på 1 / 299,792,458 sekund.
En ampere, enheten for elektrisk strøm: den mengden strøm som vil forårsake en tiltrekkende kraft på 0.0000001 newton per meter ledning mellom to rette, parallelle ledninger med neglisjerbart tverssnitt plassert en meter fra hverandre i vakuum.
En kelvin, enheten for temperatur: en 1./273.16 av forskjellen mellom det absolutte nullpunkt og vanns trippelpunkt (som tilsvarer 0.01 grader Celsius).
En candela, enheten for lys: er den lysintensitet du får fra en lyskilde som sender ut monokromatisk lys i med frekvens på 540×1012 herz, med energiutsending på 1/683 watt per steradian.
Et mol, enheten for antall: en så stor mengde ting som det er atomer i 12 gram av rent karbon-12. Det tilsvarer ca. 6.022×10^23 (eller 602214100000000000000000) atomer, sandkorn eller sokker.
Et kilogram, enheten for masse: vekten til en klump i et hvelv i Paris.
Kilde: Kollokvium.no
Av de syv standardmåleenhetene i verden – meter, kilogram, sekund, ampere, kelvin, mol og candela – er det bare kiloet som er basert på et fysisk objekt. Alle de andre er basert på konstanter fra fysikkens lover (se faktaboks).
Kilogrammet står oppbevart under glassklokker på Det internasjonale byrået for mål og vekt i Paris, og er en liten sylinder av platina og iridium.
Den veier ett kilo, verken mer eller mindre – men nå har den altså lagt på seg.
Selv i beskyttelsesdrakt fester det seg små molekyler på overflaten av sylinderen, og dermed har vekta økt. Riktignok minimalt, men bitte små endringer i kiloet vil kunne bety mye om du for eksempel driver med storimport av diamanter.
To britiske forskere foreslår nå å slanke kiloet, og det med en noe utradisjonell metode: De vil gi det litt tid i sola.
Elektroner avslører smuss
Det er forskere ved Newcastle University som har brukt et helt nytt måleinstrument for å sjekke hvordan smuss fester seg på en tilsvarende sylinder, og hvordan skitten eventuelt kan fjernes.
De har ikke brukt det originale kilogrammet – rett og slett fordi det ikke er lov. Tenk om man mista det i bakken, og det brakk av en bit?
Dette er bare den siste målingen av hvor mye kiloet egentlig veier i dag, og andre forskere har tidligere kommet frem til andre estimater.
Peter Cumpson og Naoko Sano har brukt et måleinstrument ved navn Theta probe X-ray Photoelectron Spectroscopy, eller Thetasonde-XPS, som skal være det eneste av sitt slag i verden.
XPS-maskinen kan sammenlignes med en MR-maskin, som lager et tverrsnittsbilde av hjernene våre. XPS-målinger gir et tilsvarende tverrsnitt, men på atomnivå. Den måler hvordan en overflate ser ut ved å registrere elektronene som forsvinner fra overflaten.
De skyter nemlig ut med forskjellige vinkler, og vinklene avslører hvordan overflaten bølger seg.
Så brukes Thetasonden til å sende atomer av grunnstoffet argon ned på overflaten, og når atomene treffer kan forskerne lese av hva slags organisk materiale som skaper ujevnhetene – uten å ødelegge selve sylinderen.
Det er ikke lite utstyr som skal til når du skal måle atomtykke lag på en overflate. XPS-laseren gjør det ved å måle elektroner som skyter ut fra overflaten. (Foto: Newcastle University)
Mange bekker små…
Cumpson og Sano har kommet frem til at kiloet mest sannsynlig har lagt på seg vekt i størrelsesordenen noen titalls mikrogram, for det meste i form av hydrokarbonmolekyler. Det er altså noen titalls milliondeler av et gram.
Annonse
Ikke de helt store utslagene, altså. Kilogrammet er tross alt godt beskyttet.
– Men masse er en så grunnleggende måleenhet at selv veldig små forandringer er viktige, og påvirkningen av en ørliten variasjon kan bli enorm i et globalt perspektiv, sier Cumpson i en pressemelding.
Dessuten finnes det flere offisielle kopier av kilogrammet rundt om i verden. I 1884 ble det laget 40 slike kopier, fordi man forstod at flere land enn bare Frankrike trengte noe for å hjelpe dem standardisere vekta.
Også disse kopiene har lagt på seg litt i årenes løp, men ikke helt likt som det originale kiloet. Dermed blir sjansen for feilmålinger enda større, om du for eksempel mister 14 mikrogram hver gang du bytter et fransk kilo mot et amerikansk ett, uten å vite om det.
– Det er eksempler i internasjonal handel med verdifulle materialer eller farlig avfall der hvert eneste mikrogram må gjøres rede for, påpeker forskerne fra Newcastle i studien sin.
UV-stråling og ozon kan hjelpe
Ifølge Cumpson og Sano er imidlertid ikke løsningen så veldig langt unna. Videre i studien, som er publisert i tidsskriftet Metrologia, viser de nemlig at sollys er like bra for en platinasylinder som det er for oss mennesker – og helt uten kreftrisikoen.
– Ved å utsette overflaten for en miks av ozon og UV-stråling så vi at vi kan fjerne karbonholdig forurensing fra overflaten, skriver forskerne.
– Det kan potensielt slanke kilogrammet tilbake til den originale vekta.
Forsker Naoko Sano holder en av platinumkopiene som hun og Peter Cumpson har renset for smuss med UV-stråling og ozon. (Foto: Newcastle University)
Helt til sist kan det nevnes at kiloproblemstillingen forhåpentligvis snart er overflødig. Verdens kloke hoder jobber nemlig for tiden med å finne et nytt mål for kiloet, et som også er basert på fysiske konstanter.
