Fyzmatik | Kilogram bude znovu definován

Jednotka hmotnosti kilogram zůstává poslední základní jednotkou soustavy SI, která je definována na základě  etalonu. Tím je prototyp kilogramu uloženého u Mezinárodního úřadu pro míry a váhy v Sèvres  u Paříže. Prototyp má tvar válce o stejné výšce jako je jeho průměr a to 39 mm, který je vyrobený ze slitiny kovů platiny a iridia. Podle něj byly zhotoveny identické kopie, které uchovávají příslušné instituty v různých státech. Kilogram byl stanoven jako hmotnost 1 litru vody bez obsahu vzduchu při teplotě 3,98 °C, kdy má voda maximální hustotu za normálního atmosférického tlaku. Tady je v původní definici obsažena kruhová závislost neboť se zde  jednotka hmotnosti definuje pomocí tlaku, který je ovšem definován prostřednictvím hmotnosti. Další problém na sebe nenechal dlouho čekat a vyplul na světlo světa  s používáním přesnějších metod měření hmotnosti. Průběžné kontrolování uloženého etalonu totiž ukázalo, že se jeho hmotnost během posledních více než sto let zmenšila asi o 50 mikrogramů, což odpovídá hmotnosti zrnka písku.

Přesná definice kilogramu je velmi důležitá, protože se od něj odvozují další fyzikální jednotky. Vědci tak průběžně pracují na  změně definice kilogramu, která by umožnila stanovit základní jednotku hmotnosti podle neměnných fyzikálních pravidel.  
Návrhů bylo několik:

- Stanovením  hodnoty Planckovy konstanty s pomocí kvantové fyziky a relativistického vztahu mezi energií a hmotností E = hf = mc².  Realizováno by to bylo pomocí výkonových vah, které porovnávají tíhu tělesa s magnetickou silou.
- Stanovením Avogadrovy konstanty. Realizováno by to bylo pomocí  Avogadrovy koule z křemíku, u níž se přesně určí počet atomů.
- Stanovením elementárního náboje. Definice pomocí magnetické síly mezi vodiči se známým proudem, která tělesu udělí stanovené zrychlení.

Nyní se podařilo dosáhnout mezinárodního konsenzu, kdy se fyzikové domluvili na nové definici kilogramu na základě pevné hodnoty Planckovy konstanty. Planckova konstanta h patří mezi základní konstanty v kvantové fyzice a vyjadřuje vztah mezi energií fotonu E a frekvencí elektromagnetického záření f , které vydává E = h.f.

Zbývá tedy navrhnout vhodné pokusy, které mají jednoznačně stanovit vztah mezi Planckovou konstantou a hmotností, například prostřednictvím magnetické síly. Pokud se to podaří, otevře se cesta k nové definici kilogramu.

 Zdroj: websters-online-dictionar/...