Πόσο ζυγίζει ένα κιλό; Σημαντική σταθερά της Χημείας ίσως χρειαστεί να αλλάξει

36

Μια νέα, ακριβέστερη μέτρηση του αριθμού ατόμων που υπάρχουν σε ένα κιλό πυριτίου δείχνει ότι ο αριθμός Αβογκάντρο, μία από τις σημαντικότερες σταθερές της Χημείας, ίσως χρειαστεί να αλλάξει. Η μεγάλη ακρίβεια του πειράματος ίσως παράλληλα επιτρέψει να οριστεί το κιλό με βάση φυσικές σταθερές.

Η σταθερά Αβογκάντρο -που παίρνει τό όνομά της από τον Ιταλό φυσικό Αμεντέο Αβογκάντρο- εκφράζει τον αριθμό των ατόμων που υπάρχουν σε ένα mole οποιουδήποτε στοιχείου, ή τον αριθμό των ατόμων σε 12 γραμμάρια του άνθρακα-12.

Ο αριθμός είναι αστρονομικός: 6,023X10²³.

Όπως αναφέρει ο δικτυακός τόπος του περιοδικού Nature, αν ο αριθμός Αβογκάντρο μπορούσε να μετρηθεί με μεγαλύτερη ακρίβεια, το κιλό θα μπορούσε να οριστεί ως η μάζα ενός συγκεκριμένου αριθμού ατόμων ενός συγκεκριμένου στοιχείου.

Σήμερα, το κιλό ορίζεται ως η μάζα ενός κυλίνδου από πλατίνα και ιρίδιο που φυλάσσεται στο Διεθνές Γραφείο Μέτρων και Σταθμών κοντά στο Παρίσι.

Το μέτρο, που κάποτε οριζόταν από ως το μήκος μιας συγκεκριμένης ράβδου που φυλασσόταν στην ίδια υπηρεσία, σήμερα ορίζεται ως η απόσταση που διανύει το φως σε έναν ορισμένο χρόνο.

Σε αυτού του είδους τις μετρήσεις, η ακρίβεια είναι το παν. Προκειμένου να μετρήσει τον αριθμό ατόμων σε ένα κιλό πυριτίου, ο Πίτερ Μπέκεν του Physikalisch-Technische Bundesanstalt στη Γερμανία εφάρμοσε τη μέθοδο της κρυσταλλογραφίας ακτίνων Χ.

Ακτινοβόλησε μία ράβδου πυριτίου μήκους 1,66 μέτρων, διαμέτρου δέκα εκατοστών και μάζας ακριβώς ενός κιλού. Η τεχνική δείχνει την οργάνωση των ατόμων στον κρύσταλλο του πυριτίου και άρα δίνει μια καλή εκτίμηση του αριθμού τους.

Η μέτρηση είχε την ίδια ακρίβεια με την προηγούμενη επίσημη μέτρηση: ένα μέρος στα δέκα εκατομμύρια. Ωστόσο οι δύο μετρήσεις διαφέρουν σημαντικά, κατά ένα μέρος στο εκατομμύριο.

«Θα μπορούσε να υπάρχει λάθος σε μία από τις δύο μετρήσεις» παραδέχεται ο Μπέκερ, «Αλλά τα δεδομένα μας έχουν συνέπεια, και υπάρχουν ενδείξεις που ευνοούν τη δική μας τιμή» συνεχίζει.

Πάντως το πείραμα δεν πρόκειται προς το παρόν να αλλάξει τον ορισμό του κιλού. Για να γίνει αυτό απαιτείται μεγαλύτερη ακόμα ακρίβεια, ένα προς 100 εκατομμύρια.

Θα μπορούσε όμως να αλλάξει τον αριθμό Αβογκάντρο. Οι ερευνητές θα χρειαστεί να περιμένουν μέχρι την επόμενη συνεδρίαση της Διεθνούς Επιτροπής Μέτρων και Σταθμών το 2004.

Η έρευνα δημοσιεύεται στο περιοδικό Metrologia.

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ