Un nuovo kilogrammo

Estratto di un articolo di Ida Bozzi su “la Lettura” del 4 novembre 2018

«È da più di dieci anni – spiega Luca Callegaro, ricercatore dell’INRIM – che si lavora a questa ridefinizione, perché il SI (Sistema Internazionale delle unità di misura) attuale è “misto”. La definizione delle sette unità di base è costruita per alcune unità intorno a costanti fondamentali di natura, o  proprietà di un materiale, o a esperimenti idealizzati; nel caso del chilogrammo, a un singolo oggetto fisico. Il chilogrammo è la massa del “prototipo internazionale“ un cilindro di platino-iridio costruito nel 1875 e conservato al Bureau International des Poids et Mesures di Sèvres, Parigi. Il prototipo internazionale è unico e irripetibile, e per definizione è il chilogrammo; ma è un oggetto, e può essere danneggiato o distrutto da eventi esterni. Soprattutto, non sappiamo se la sua massa sia costante: ci sono indizi per ritenere che sia calata di una cinquantina di microgrammi nei suoi 140 anni di vita. Nel frattempo scienza e tecnologia sono progredite, e appare necessario riprendere le definizioni delle unità di misura e rendere più omogeneo il sistema. Le nuove definizioni assicurano la continuità: la “taglia” del chilogrammo, e di tutte le altre unità, resta quella di prima».

Premessa: il chilogrammo, l’unità di misura della massa, è quel prototipo che sta a Sèvres. E il grado Kelvin, usato per misurare la
temperature), si calcola da uno stato dell’acqua, elemento della natura. Invece, altre unità di misura si calcolano e si costruiscono, perché servono all’industria e alla scienza a partire da costanti fisiche precise con valori fissati. Una mescolanza di oggetti, fenomeni naturali, costanti fisse, che appare poco coerente agli scienziati, e poco affidabile. «Il “secondo” – illustra Callegaro – veniva definito in termini di giorno solare medio; poi, con i primi orologi al quarzo, ci si è accorti che le giornate non sono tutte uguali, e che il periodo di rotazione della Terra non è costante. La Terra sta rallentando, e – più o meno ogni anno – il cosiddetto ”secondo intercalare”, viene aggiunto per compensare tale rallentamento. La definizione del secondo basata sul giorno solare non era sufficientemente accurata». Le nuove definizioni delle unità di misura saranno tutte legate a costanti fisiche (e il chilogrammo di platino-iridio andrà in pensione).

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In questa riforma c’è lo spirito universalistico di una rivoluzione, la Rivoluzione francese, per la precisione. Due anni dopo la presa della Bastiglia, l’Assemblea nazionale stabilì, nel 1791, l’assunzione di un’unica misura di lunghezza per tutti, il metro, in un tempo in cui le misure versavano nel caos. «All’epoca la definizione delle unità – conclude Callegaro era legata al potere: per esempio, la iarda inglese corrispondeva, almeno per la tradizione, alla lunghezza del braccio di re Enrico I. La Rivoluzione ha spezzato idealmente il legame col potere, definendo unità di misura di tutti e per tutti: si decise che la lunghezza del metro fosse un decimillionesimo del meridiano terrestre dal Polo all’Equatore. In linea di principio chiunque può misurare la Terra, l’unità è universale. In un certo senso il chilogrammo di oggi è un po’ come il braccio di Enrico I, un oggetto unico e irripetibile, quasi inaccessibile (viene utilizzato ogni trentina d’anni cima); se si altera o si distrugge l’unità di misura si perde. Ecco, questa nuova ridefinizione è il tentativo di sganciarsi da tutto ciò».

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