किलोग्रॅमचा भूतकाळ आणि वर्तमानकाळ

एक किलोग्रॅम वजन किती असते? शास्त्रज्ञ शेकडो वर्षांपासून या सोप्या वाटणाऱ्या समस्येचा शोध घेत आहेत.

१७९५ मध्ये, फ्रान्सने एक कायदा जारी केला ज्यामध्ये "ग्रॅम" म्हणजे "बर्फ वितळल्यावर (म्हणजे ०° सेल्सिअस) तापमानात मीटरच्या शंभराव्या भागाइतके आकारमान असलेल्या घनातील पाण्याचे परिपूर्ण वजन" असे नमूद केले गेले. १७९९ मध्ये, शास्त्रज्ञांनी शोधून काढले की जेव्हा पाण्याची घनता ४° सेल्सिअस तापमानावर सर्वात जास्त असते तेव्हा पाण्याचे आकारमान सर्वात स्थिर असते, म्हणून किलोग्रॅमची व्याख्या "४° सेल्सिअस तापमानावर १ घन डेसिमीटर शुद्ध पाण्याचे वस्तुमान" अशी बदलली आहे. यामुळे शुद्ध प्लॅटिनम मूळ किलोग्रॅम तयार झाला, किलोग्रॅम त्याच्या वस्तुमानाच्या समान म्हणून परिभाषित केला जातो, ज्याला आर्काइव्ह किलोग्रॅम म्हणतात.

हे अभिलेखीय किलोग्रॅम ९० वर्षांपासून बेंचमार्क म्हणून वापरले जात आहे. १८८९ मध्ये, पहिल्या आंतरराष्ट्रीय मेट्रोलॉजी परिषदेने अभिलेखीय किलोग्रॅमच्या सर्वात जवळ असलेल्या प्लॅटिनम-इरिडियम मिश्रधातूच्या प्रतिकृतीला आंतरराष्ट्रीय मूळ किलोग्रॅम म्हणून मान्यता दिली. "किलोग्रॅम" चे वजन प्लॅटिनम-इरिडियम मिश्रधातू (९०% प्लॅटिनम, १०% इरिडियम) सिलेंडरद्वारे परिभाषित केले जाते, जे अंदाजे ३९ मिमी उंची आणि व्यासाचे आहे आणि सध्या पॅरिसच्या बाहेरील तळघरात साठवले जाते.

आंतरराष्ट्रीय मूळ किलोग्रॅम

ज्ञानयुगापासून, सर्वेक्षण करणारा समुदाय एक सार्वत्रिक सर्वेक्षण प्रणाली स्थापित करण्यासाठी वचनबद्ध आहे. जरी भौतिक वस्तूचा मापन बेंचमार्क म्हणून वापर करणे हा एक व्यवहार्य मार्ग आहे, कारण मानवनिर्मित किंवा पर्यावरणीय घटकांमुळे भौतिक वस्तू सहजपणे खराब होते, त्यामुळे स्थिरतेवर परिणाम होईल आणि मापन समुदाय नेहमीच ही पद्धत शक्य तितक्या लवकर सोडून देऊ इच्छितो.

किलोग्रॅमने आंतरराष्ट्रीय मूळ किलोग्रॅम व्याख्येचा स्वीकार केल्यानंतर, मेट्रोलॉजिस्टना एक प्रश्न खूप चिंतेत पडतो: ही व्याख्या किती स्थिर आहे? ती कालांतराने बदलेल का?

हे प्रश्न वस्तुमान एकक किलोग्रॅमच्या व्याख्येच्या सुरुवातीलाच उपस्थित करण्यात आला होता असे म्हटले पाहिजे. उदाहरणार्थ, १८८९ मध्ये जेव्हा किलोग्रॅमची व्याख्या करण्यात आली तेव्हा आंतरराष्ट्रीय वजन आणि माप ब्युरोने ७ प्लॅटिनम-इरिडियम मिश्र धातु किलोग्रॅम वजने तयार केली, त्यापैकी एक आंतरराष्ट्रीय मूळ किलोग्रॅम वस्तुमान एकक किलोग्रॅम परिभाषित करण्यासाठी वापरला जातो आणि त्याच सामग्रीपासून आणि त्याच प्रक्रियेने बनवलेले इतर ६ वजने दुय्यम बेंचमार्क म्हणून एकमेकांमध्ये कालांतराने काही फरक पडत आहे की नाही हे तपासण्यासाठी वापरले जातात.

त्याच वेळी, उच्च-परिशुद्धता तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, आपल्याला अधिक स्थिर आणि अचूक मोजमापांची देखील आवश्यकता आहे. म्हणूनच, भौतिक स्थिरांकांसह आंतरराष्ट्रीय मूलभूत एकक पुन्हा परिभाषित करण्याची योजना प्रस्तावित करण्यात आली. मापन एकके परिभाषित करण्यासाठी स्थिरांकांचा वापर करणे म्हणजे या व्याख्या पुढील पिढीच्या वैज्ञानिक शोधांच्या गरजा पूर्ण करतील.

आंतरराष्ट्रीय वजन आणि माप ब्युरोच्या अधिकृत आकडेवारीनुसार, १८८९ ते २०१४ या १०० वर्षांत, इतर मूळ किलोग्रॅम आणि आंतरराष्ट्रीय मूळ किलोग्रॅमच्या गुणवत्तेच्या सुसंगततेत सुमारे ५० मायक्रोग्रॅमने बदल झाला आहे. यावरून असे दिसून येते की गुणवत्ता युनिटच्या भौतिक बेंचमार्कच्या स्थिरतेमध्ये समस्या आहे. ५० मायक्रोग्रॅमचा बदल लहान वाटत असला तरी, काही उच्च श्रेणीतील उद्योगांवर त्याचा मोठा परिणाम होतो.

जर किलोग्रॅम भौतिक बेंचमार्क बदलण्यासाठी मूलभूत भौतिक स्थिरांक वापरले गेले तर वस्तुमान एककाच्या स्थिरतेवर स्थान आणि काळाचा परिणाम होणार नाही. म्हणूनच, २००५ मध्ये, आंतरराष्ट्रीय वजन आणि माप समितीने आंतरराष्ट्रीय एकक प्रणालीच्या काही मूलभूत एककांची व्याख्या करण्यासाठी मूलभूत भौतिक स्थिरांकांच्या वापरासाठी एक चौकट तयार केली. वस्तुमान एकक किलोग्रॅम परिभाषित करण्यासाठी प्लँक स्थिरांक वापरण्याची शिफारस केली जाते आणि सक्षम राष्ट्रीय स्तरावरील प्रयोगशाळांना संबंधित वैज्ञानिक संशोधन कार्य करण्यास प्रोत्साहित केले जाते.

म्हणूनच, २०१८ च्या मेट्रोलॉजीवरील आंतरराष्ट्रीय परिषदेत, शास्त्रज्ञांनी आंतरराष्ट्रीय प्रोटोटाइप किलोग्रॅम अधिकृतपणे रद्द करण्यासाठी मतदान केले आणि "किलो" ची पुनर्परिभाषा करण्यासाठी प्लँक स्थिरांक (प्रतीक h) नवीन मानक म्हणून बदलला.