1889 yılında %90 platin + %10 iridyum karıştırılarak oluşturulan, 130 yıldır kullandığımız kilogramın tanımı bugün değişiyor.
Yeni tanımlanan Kilogram; günümüze kadar, evrensel fizik sabitlere bağlı ve geçerliliği olan, kullandığımız tüm kütle birimlerinin arasında en doğru birim olma özelliğini taşıyor.
130 yıldır kullanılan ağırlık birimi Kilogramın tanımının değiştirilmesi kararı, geçen yıl Versay’da düzenlenen Ağırlık ve Ölçüler Genel Konferans‘ında oy birliğiyle alınmıştı.
Kilogramın yeni tanımına göre Kandela, Amper ve Mol de yeniden tanımlanacak.
Karar, bugün (20 Mayıs) ''Dünya Metroloji Günü‘nde'' yürürlüğe girecek.
130 yıldır kullanılan Kilogram tarih olacak
Metroloji (ölçüm bilimi) kapsamındaki ölçme birimleri ve ölçme araçları, -farkında olalım ya da olmayalım- reel hayatımızda ve bilimsel gözlemlerin kesinliği bakımından, çok büyük öneme sahip.
Kullanılan birimlerin değişmezliğinin garanti altına alınabilmesinde en önemli faktör, evrensel fizik sabitlerine bağlı olarak oluşturulmuş olması.
Bu sebeple, bilimsel açıdan birimlerin kesin olması temel evrensel fizik sabitlere bağlı olmadan tam olarak kesinlik sağlamıyor.
Uluslararası Birimler Sisteminin (SI) yedi temel biriminden 4’ü:
- Amper (akım),
- Kelvin (sıcaklık),
- Mol (madde miktarı) ve
- Kilogram (kütle), fizik sabitlerine dayanıyor.
Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçü Bürosu‘ndan Terry Quinn;
Konun önemine ilişkin; “Eğer birimlerimiz temel fizik sabitlerine dayandırılırsa kararlı ve değişmez olurlar, böylece her yerde ve her zaman evrensel olarak kullanılabilirler” görüşüyle, birimlerin fiziksel sabitlere bağlı olmasının önemini vurguluyor.
Mesela;
Metre biriminde ışığın boşlukta 1/299792458 saniyedeki hareket miktarı; saniye ise Sezyum atomunun 9.192.631.770 kez salınması için geçen süre olarak tanımlanmıştır. Tanımlardan hiç biri keyfi bir ölçüye, nesneye ya da cisme bağlı değildir.
Kilogram ise;
Sadece bir kilogramlık kütle olarak tanımlanıyor. Yani isteğe bağlı keyfi olarak seçilen ve bir kilogram olduğu kabul edilen bir cisimle karşılaştırılarak değer elde ediliyor.
130 yıldır kullanılan, arşiv Kilogramı olarak bilinen cisim;
1889 yılında %90 platin + %10 iridyum karıştırılarak oluşturuldu..
Kilogram için oluşturulan bu örnek cisim, Uluslararası Ağırlık ve Ölçüler Bürosu‘nun merkezindeki özel bir kasada halen muhafaza ediliyor.
İnsanlar bir nesne üreterek;
“Bunun adına kilogram diyeceğiz ve her şeyi bununla tartacağız,” demişler, 130 yıldır da bu nesne temel alınarak kilogram ağırlık birimi olarak kullanılmış. Keyfi olmadığını iddia edebilir misiniz/ iddia edilebilir mi?
Kilogram, SI’da fiziksel bir nesne tarafından tanımlanan tek temel birim.
Temel evrensel fizik sabitlere bağlı olmadığından, değişmezliği garanti altına alınabilmiş değildi.
Kilogram’ı kullanan her ülke kendi kilogramına sahipti;
Bu sebeple her ülke, belli aralıklarla kendi kilogramını, orjinaliyle karşılaştırılması için Fransa’ya gönderiyordu.
Dünyanın her yerinden gelen, her ülkenin kendi kilogramı yani -kopyaların- kasada kilitli olan orjinal kilogramla aynı kütleye sahip olmadığı belirlendi.
Kopyalar mı kütle kaybetmiş, yoksa orjinal örnek mi kütle kazanmış?
Bu bilinmiyor. Aradaki bu fark çok fazla değil. Mikrogram seviyesinde. (yaklaşık Gramın milyonda biri )
Ancak durum böyle olsa da, bilimsel doğruluk açısından bu fark kabul edilemiyor.
Bu tespitin üzerine son yıllarda;
Metrologlar yeni bir standarda ihtiyaç olduğunu vurguladılar. Bu konuya ilişkin çalışmalar yapıldı ve tamamlandı.
Planck sabiti;
Planck sabitinin (E = h X V) değeri 2018’de bilimsel temelde, kesin olarak ölçüldü. Kısaca, enerjinin fotonun frekansına oranıdır.
Planck formülü, bir fotonun enerjisi ile ona eşlik eden elektromanyetik dalganın frekansı arasındaki bağıntıdır.
E = h X V
E fotonun enerjisi (kuantum enerjisi)
h Planck sabiti
V Işımanın frekansı
Yapılan çalışmalar neticesinde Planck Sabiti temelli olarak ve buna dayandırılarak Kilogramın yeni tanımı yapıldı.
Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçü Bürosu‘ndan Terry Quinn tamamladıkları çalışmaya ilişkin;
- “Artık Kilogramı yalnızca fizik sabitlerine dayalı olarak tanımlamaya hazırız: (1)Planck sabiti, (2) Işık hızı, (3) Sezyum atomunun rezonans frekansına bağlı olarak.
- Neden bu üçü?
- Bunun nedeni Planck sabitinin biriminin kg.m²/s olması.
- Burada metre ve saniye görüyorsunuz. O halde önce bunları tanımlamanız gerekiyor” dedi.
(**Metre ışık hızı cinsinden, saniye ise Sezyum’un rezonans frekansı cinsinden tanımlanmıştır.)
Quinn evrensel fizik sabitlerine göre yeniden tanımladıkları Kilogram için;
- “Yeni tanım, birimlerin hassasiyetini önemli ölçüde geliştirecektir
- Ölçümlerin doğruluğunda sınırsız iyileştirmelere yol açacak,
- Hassasiyet büyük ölçüde artıracak ve çok küçük ve çok büyük miktarlarda doğru ölçümler yapma imkanları artacak” bilgilerini verdi.
Kilogramın yeni tanımına göre Kandela, Amper, Mol yeniden tanımlanacak.
Yapılan çalışmalar başka bir çalışmanın da yapılmasını gerekli kıldı;
- Işık şiddet birimi, Kandela,
- Elektrik akımı birimi Amper ve
- Madde miktarı birimi olan Mol,
Yeni kilogram tanımına göre bilimsel olarak, yüksek doğrulukla bu birimler yeniden tanımlanacak.
Bilimi geliştiren temel unsur merak;
Bilim insanları tüm bilimsel sabit kurallara dayalı çalışmalarını tamamlayıp, sonuca varsa da konu ne olursa olsun bitmiş gözüyle bakmamaya devam ediyorlar.
Merak etmeye devam ederken de üzerinde çalışmaya.. Kilogramın yeniden tanımlanması da bu konuyu onlar için kapatmıyor, bilakis yine üzerinde çalışmaya devam edecekler. Şimdilik bunun sonuçları üzerinde çalışıyorlar.
130 yıl önce oluşturulan Kilogram cismi ne olacak?
1889 yılında %90 Platin + %10 İridyum karıştırılarak oluşturulan ve yıllarca dünya genelinde önemli bir değer ifade eden eski Kilogram cismi aynı şekilde, iklim kontrollü bir kasada, iki cam kavanozun altında, aynı koşullarda saklanacak.
Yine gözlemler yapılacak değeri ölçümlenecek.
Quinn aynı şekilde bu cismin de; “Gelecek yıllarda ve on yıllar içinde kütlesinin ne kadar değiştiğini gözlemleyebileceğiz” sözleriyle bilim insanlarının konuya bakışını özetliyor.
Yeni sistemle ilgili olarak;
- Karmaşık görünse de, yeni sistemin aslında herkes tarafından kolayca anlaşılabileceğini
- Evinin bodrum katında, legolardan Planck sabitine göre yüzde 5 hata payıyla ölçüm yapabilen basit bir terazi yaptığını belirterek,
- ‘’ Okul çocukları çok eğlenecek,” ifadeleriyle bilimin kolay anlaşılır ve eğlenceli tarafına dikkat çekiyor.
Kaynak ve resimler: https://www.sciencealert.com/tomorrow-the-definition-of-the-kilogram-will-change-forever-here-s-what-that-really-means?fbclid=IwAR0mypaD9kGRncyCWlv5MHVPVLpQ8ZrhDi8HwKbla3t8QTIsv4eth6TmV6o
YORUMLAR