De officiële kilogram gaat met pensioen

De metalen cilinder van 1 kilogram gaat met pensioen. Hij wordt opgevolgd door een geavanceerde meetmethode.  beeld Wikimedia, Greg L.

De kilogram is vanaf deze week niet meer afgeleid van een metalen cilinder uit 1875 onder een glazen stolp. Wetenschappers stemmen vrijdag in Parijs voor een nieuwe definitie van de kilogram en nog drie SI-eenheden.

Het voorstel van de National Physical Laboratory (NPL), het gerenommeerde nationale Britse metingeninstituut, gooit alvast hoge ogen.

Waarom voldoet het brok metaal niet meer?

De metalen cilinder van een platina-iridiumlegering mag dan zorgvuldig zijn opgeborgen op het internationale bureau van gewichten en maten BIPM in het Franse Sèvres, uit vergelijkingen met officiële kopieën die wereldwijd worden bewaard, blijkt dat de massa van de internationale kilogram niet constant is. De massa van de cilinder varieert met 1 microgram per jaar doordat het metaal reageert met stoffen uit de lucht. Daardoor is deze niet echt bruikbaar als vaste standaard.

Sinds 1975 zijn wetenschappers op zoek naar een standaard die niet is gekoppeld aan een fysiek voorwerp, maar aan natuurkundige constanten, zoals de constante van Planck en de lichtsnelheid.

Niet meer te volgen

Wat wordt de nieuwe omschrijving van de kilogram?

Die is voor een leek eigenlijk niet meer te volgen. De nieuwe omschrijving is afgeleid van Einsteins beroemde formule E=mc²; E is energie, m is massa en c is de lichtsnelheid van 299.792.458 meter per seconde. Na een kleine omrekening is deze vergelijking geschikt om de exacte massa van een object te bepalen met een zogeheten Kibble-balance. Dat apparaat is genoemd naar dr. Bryan Kibble van National Physical Laboratory. Het maakt gebruik van elektromagnetisme en de constante van Planck, een getal dat de Duitse natuurkundige Max Planck in 1900 vaststelde.

Kleine veranderingen

Wat gaat iemand er bij het cakebakken van merken?

Helemaal niets. De keukenweegschaal blijft gewoon bruikbaar. Het gaat om uiterst kleine veranderingen die vooral van belang zijn voor natuurwetenschappers. Een nieuwe keuken- of personenweegschaal wordt uiteraard wel geijkt aan de hand van de nieuwe standaarddefinitie van de kilogram.

Wat verandert er nog meer?

Niet alleen de kilogram krijgt een nieuwe definitie. Ook drie andere SI-eenheden gaan op de schop. Het gaat om de ampère, de eenheid van elektrische stroomsterkte; de kelvin waarin wetenschappers de temperatuur aanduiden; en de mol, waarmee het aantal deeltjes wordt weergegeven.

Wanneer gaan de veranderingen in?

Als de wetenschappers voor stemmen, veranderen de definities per 20 mei 2019, op de Wereldmetrologiedag.