Combien pèse un kilogramme ? Les scientifiques étudient ce problème apparemment simple depuis des centaines d’années.
En 1795, la France promulgue une loi qui définit le « gramme » comme « le poids absolu de l’eau dans un cube dont le volume est égal à un centième de mètre à la température de fonte des glaces (soit 0°C). » En 1799, des scientifiques ont découvert que le volume d'eau est le plus stable lorsque la densité de l'eau est la plus élevée à 4°C. La définition du kilogramme a donc été modifiée pour devenir « la masse de 1 décimètre cube d'eau pure à 4°C ». ». Cela a produit un kilogramme original en platine pur, le kilogramme est défini comme égal à sa masse, appelée kilogramme d'archives.
Ce kilogramme d’archives sert de référence depuis 90 ans. En 1889, la première Conférence internationale de métrologie a approuvé une réplique en alliage platine-iridium la plus proche du kilogramme d'archives comme kilogramme original international. Le poids du « kilogramme » est défini par un cylindre en alliage platine-iridium (90 % platine, 10 % iridium), d'environ 39 mm de hauteur et de diamètre, et actuellement stocké dans un sous-sol en banlieue parisienne.
Kilogramme original international
Depuis le siècle des Lumières, la communauté des géomètres s’est engagée à établir un système d’enquête universel. Bien qu'il soit possible d'utiliser l'objet physique comme référence de mesure, étant donné que l'objet physique est facilement endommagé par des facteurs artificiels ou environnementaux, la stabilité sera affectée et la communauté des mesures a toujours voulu abandonner cette méthode dès que possible. que possible.
Une fois que le kilogramme a adopté la définition internationale originale du kilogramme, une question se pose qui préoccupe beaucoup les métrologues : quelle est la stabilité de cette définition ? Est-ce que ça va dériver avec le temps ?
Il faut dire que cette question a été posée au début de la définition de l'unité de masse kilogramme. Par exemple, lorsque le kilogramme a été défini en 1889, le Bureau international des poids et mesures a produit 7 poids kilogrammes en alliage platine-iridium, dont l'un est l'International. Le kilogramme d'origine est utilisé pour définir l'unité de masse kilogramme, et les 6 autres poids fabriqués à partir du même matériau et du même processus sont utilisés comme références secondaires pour vérifier s'il y a une dérive dans le temps entre eux.
Parallèlement, avec le développement d’une technologie de haute précision, nous avons également besoin de mesures plus stables et plus précises. C'est pourquoi un projet visant à redéfinir l'unité de base internationale avec des constantes physiques a été proposé. L’utilisation de constantes pour définir des unités de mesure signifie que ces définitions répondront aux besoins de la prochaine génération de découvertes scientifiques.
Selon les données officielles du Bureau international des poids et mesures, au cours des 100 années allant de 1889 à 2014, la cohérence de la qualité des autres kilogrammes originaux et du kilogramme original international a changé d'environ 50 microgrammes. Cela montre qu’il existe un problème de stabilité du référentiel physique de l’unité qualité. Bien que le changement de 50 microgrammes semble minime, il a un impact important sur certaines industries haut de gamme.
Si les constantes physiques de base sont utilisées pour remplacer la référence physique du kilogramme, la stabilité de l'unité de masse ne sera pas affectée par l'espace et le temps. Par conséquent, en 2005, le Comité international des poids et mesures a rédigé un cadre pour l'utilisation de constantes physiques de base afin de définir certaines unités de base du Système international d'unités. Il est recommandé d'utiliser la constante de Planck pour définir l'unité de masse kilogramme, et les laboratoires compétents au niveau national sont encouragés à mener des travaux de recherche scientifique connexes.
Par conséquent, lors de la Conférence internationale de métrologie de 2018, les scientifiques ont voté pour mettre officiellement hors service le prototype international du kilogramme et ont modifié la constante de Planck (symbole h) comme nouvelle norme pour redéfinir le « kg ».
Heure de publication : 05 mars 2021