Gli scienziati ancora non sanno spiegarsi il perchè
Un kg non pesa più un kg
Il prototipo internazionale ufficiale per misurare la massa di un chilogrammo non pesa più un Kg, ma leggermente meno. *
PARIGI - Il rischio è quello di fare due pesi e due misure nel vero senso della parola: il kilogrammo ufficiale (unica tra le unità di misura definita in relazione a un manufatto e non a una proprietà fisica), custodito a Parigi al Bureau International des Poids et Mesures di Sèvres, non è più quello di una volta e pesa 50 microgrammi in meno.
IL PROTOTIPO INTERNAZIONALE - La massa standard fu creata nel 1875 ed è costituita da un cilindro retto a base circolare di 39 mm di altezza e diametro, composto da una lega di platino e iridio. Esistono altri prototipi nazionali che ogni 10 anni vengono confrontati con l’originale. Tutti gli esemplari sono identici e conservati nelle stesse condizioni, con una scrupolosa prudenza nell’esporli alla luce o a qualsiasi variabile esterna. Eppure le Grand Kilo ufficiale sta perdendo peso e nessuno sa spiegarsi il perché. Questione di pochi microgrammi, per carità, ma gli esperti del centro internazionale dei pesi e delle misure considerano anche le variazioni infinitesimali e, giustamente, sollevano il problema con toni allarmati. Il fisico Richard Davis ammette di non trovare alcuna spiegazione plausibile, mentre l’esperto Michael Borys, dell’istituto di Braunschweig, ipotizza che siano gli altri prototipi a esser diventati più pesanti.
QUESTIONE SERIA - Anche se ai più sembrerà una questione marginale i 50 microgrammi di “dimagrimento” de Le Grand Kilo sono un fatto con enormi implicazioni. Basti pensare alla Gran Bretagna che, come al solito, in fatto di parametri internazionali vuole stare fuori dal coro. Le once, le miglia, le libbre e i pollici hanno creato una serie di problemi a livello internazionale inimmaginabili. Addirittura un fruttivendolo inglese è finito in prigione sei mesi con la condizionale, reo di aver venduto delle banane per un tot alla libbra.
Recentemente la battaglia pro oncia è stata vinta dall’Inghilterra per decisione della Commissione Europea e gli inglesi potranno mantenere le proprie tradizioni. Molto più complicata invece la questione del kilogrammo che non è più un kilogrammo, poiché comunque rimane lui, e solo lui, a far fede. Probabilmente gli altri prototipi ora si dovranno adeguare. E nell’attesa di capire i motivi fisici dell’alleggerimento gli esperti del settore si riuniranno presto per ripensare alle unità di misura mondiali. Forse qualcosa deve cambiare.
Emanuela Di Pasqua
* Corriere della Sera, 13 settembre 2007
SPIEGAZIONE COSMOLOGICA
di scuola gioachimita, dantesco-nietzscheana:
L’Amore che muove il Sole e le altre stelle!!!
Lo spirito di gravità perde forza. La musica dell’universo sta cambiando, e la Terra diventa più leggera. Contro tutti i profeti di sventura, si annuncia ...una nuova alleanza con la natura e un new tono a tutti livelli di realtà - e degli infiniti mondi.
"Dio" non è "mammona" (oro venduto a peso e a caro-prezzo = caritas), Dio è amore (charitas = grazia, e leggerezza), non è lo zimbello del tempo. Amore è più forte di Morte!!!
Per la La Redazione
Federico La Sala (13 settembre 2007).
La nuova unità di misura entra in vigore: il chilogrammo
Ecco che cosa cambia *
IL VECCHIO chilogrammo è andato in pensione. Era il 20 maggio 1875 quando veniva firmato dai rappresentanti di 17 Paesi, tra i quali anche l’Italia, la ’Convenzione del metro’. Era il trattato che poneva le basi dell’attuale sistema di misurazione, condiviso poi da oltre 100 nazioni. A quasi 150 anni di distanza, entra invece vigore il nuovo Sistema internazionale delle unità di misura che cambia le carte in tavola.
Va in soffitta il Chilogrammo per eccellenza, il cilindro in lega di platino e iridio conservato sotto tripla campana di vetro presso l’Ufficio internazionale dei pesi e delle misure di Sèvres, perché cambiano le definizioni del Sistema internazionale delle unità di misura. A rimpiazzare il peso più famoso di sempre sarà un calcolo che usa la costante di Planck e che ad oggi può essere computato solo da una manciata di laboratori in tutto il mondo, perché richiede una strumentazione assai complessa. Offre però maggiori garanzie rispetto al vecchio cilindro parigino.
Perché il peso cambia
Da tempo c’era il fondato sospetto di una variazione di massa del prototipo conservato a Sèvres. Un valore minimo: circa 35 microgrammi, quindi lieve, ma il problema è che non era controllabile. Così il comitato internazionale dei pesi e delle misure ha deciso di passare a un altro concetto: non più vulnerabili campioni materiali ma immutabili costanti fondamentali.
Come si è deteriorato
Come ha potuto deteriorarsi un campione fisico conservato così scrupolosamente? Perché, seppur raramente, deve essere usato e posto su una bilancia per confrontarlo con le copie conservate nelle varie nazioni. Quindi deve uscire dalla campana di vetro e c’è un sia pur minimo rischio di usura. Siccome da questo prototipo derivano tutte le pesate nel mondo, da quella del panettiere al mattino fino alle misure degli esperimenti più sofisticati, la cosa è rilevante.
Cosa cambierà
Se avessimo mantenuto il vecchio campione senza avere certezze sul suo stato futuro, i primi a patirne sarebbero i fabbricanti di bilance scientifiche e di conseguenza anche i laboratori che le usano. Soprattutto in quegli ambiti dove la precisione nel peso è fondamentale: come la ricerca chimica e farmaceutica. Per le persone in realtà non cambierà nulla. Nessuno dovrà variare la propria lettura su una bilancia per effetto di questo cambiamento.
Il nuovo chilogrammo
Il nuovo chilogrammo è stato ottenuto grazie alla bilancia di Watt. Un sofisticatissimo strumento che permette di calcolare la massa di un corpo per mezzo di una misura elettrica. Nel mondo ora esistono solo cinque o sei laboratori in grado di calcolare in modo indipendente il nuovo chilogrammo. Con un minimo margine di errore.
* la Repubblica, 20 maggio 2019 (ripresa parziale).
Verso le nuove unità di misura, il chilogrammo
Ecco che cosa cambia, lo spiega l’esperto dell’Inrim Enrico Massa
di Redazione ANSA *
Nuovo approfondimento sul nuovo Sistema Internazionale delle unità di misura (Si) approvato il 16 novembre 2018 dalla 26/a Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure (Cgpm) e in arrivo a partire dal 20 maggio. Dopo l’introduzione generale di Maria Luisa Rastello, direttrice scientifica dell’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (Inrim) e unica italiana nel Comitato internazionale pesi e misure, e dopo gli approfondimenti sull’ampere, il kelvin e la mole, è la volta del chilogrammo,
A guidarci alla scoperta della nuova definizione del chilogrammo è il ricercatore dell’Inrim Enrico Massa. Il chilogrammo è tra le più popolari unità di misura: è la prima grandezza con cui veniamo a contatto fin dalla nascita e da sempre è protagonista degli cambi commerciali. Oggi il chilogrammo è definito come il clindro di platino e iridio conservato in una cassaforte a Parigi, sotto tre campane di vetro, in condizioni di temperature e umidità controllate.
Finora questo ha servito molto bene il sistema internazionale delle unità di misura, ma nel tempo si sono evidenziati i limiti di una definizione basata su un artefatto e si è deciso di passare a una definizione basata su una costante della fisica, quella di Planck.
* ANSA 19 maggio 2019 (ripresa parziale).
La nuova definizione scientifica del chilogrammo
Unità di misura: dopo anni di discussioni, prove ed esperimenti, pare certa una nuova definizione di chilogrammo, precisa ma molto complessa.
di Luigi Bignami ("Focus", 16 Novembre 2018)
Ricordate il famoso indovinello pesa di più un chilo di ferro o un chilo di paglia? Probabilmente tutti pensano di saper rispondere, eppure (in realtà) non è detto che i due chilogrammi pesino sempre allo stesso modo, quando le pesate e ogni volta che le pesate!
Sì, perché il chilogrammo è una misura che fa riferimento a un oggetto fisico: un cilindro di platino e iridio conservato presso il BIPM (Bureau International des Poids et Mesures) di Sèvres (Francia). Ma il campione di peso, pur conservato con la massima cura, subisce delle variazioni, diciamo microvariazioni, dovute alla polvere, al caldo e al freddo e ad altri elementi, che fanno (micro)variare nel tempo le sue caratteristiche, tant’è che dal 1889 a oggi la sua massa pare essere variata di circa 50 microgrammi.
Questo lo si è potuto stabilire con estrema accuratezza confrontando il campione con una grandezza di volume utilizzata in passato (1 decimetro cubo di acqua distillata a 3,98 °C), poi svincolata dal chilogrammo, e con altri 18 oggetti analoghi (spesso sferici anziché cilindrici e di solo silicio) che, conservati in vari luoghi del pianeta, fanno da copia di sicurezza per il campione di Sèvres, create per non rischiare di restare senza riferimenti nel caso l’originale sparisca o si danneggi.
Basta con gli "oggetti da 1 kg"! Poiché l’unità di misura deve essere stabile, altrimenti si potrebbero avere complicazioni in molti settori della fisica e della chimica, da tempo si è pensato di introdurre un sistema di riferimento che possa fare a meno di un oggetto materiale, come ormai si fa per quasi tutte le altre unità di misura.
Se prendiamo il metro, per esempio, che un tempo era determinato dalla distanza tra due segmenti paralleli tracciati su una faccia di una barra di platino-iridio, dal 1983 (con la XVII Conferenza dei pesi e delle misure di Parigi) è definito dalla distanza che la luce percorre nel vuoto in un tempo pari a 1/299.792.458 di secondo, quasi 1 trecentomillesimo di secondo. La barra di platino/iridio è adesso solamente un pezzo di Storia, da tenere in un museo.
Si fa dura, per gli studenti. Come definire allora il chilogrammo abbandonando il cilindro di platino-iridio? Dopo lunghi e accesi dibattiti, durati anni, si è arrivati a una soluzione che verrà controfirmata nelle prossime settimane dal Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) e la cui definizione è stata pubblicata su Review of Scientific Instruments.
Ma se finora, grazie al buon cilindro di riferimento, era facile definire che cos’è un chilogrammo, adesso sarà complicatissimo, per quasi tutti. Per l’occasione è stata infatti scomodata la sofisticata bilancia di Kibble (così chiamata in riconoscimento dei contributi alla metrologia di Brian Kibble, scomparso nel 2016), definita anche NIST-4, messa a punto da ricercatori del National Institute of Standards and Technology (NIST) di Gaithersburg, in Maryland.
Per dare un’idea della complessità della nuova definizione di chilogrammo (e delle difficoltà per i futuri studenti), ecco la spiega della Società Italiana di Fisica:
Proviamo a semplificare... Per rendere il tutto più abbordabile si può dire che, "presa" una bilancia di Kibble, si mette su un piatto (non ci sono piatti su questa bilancia, ma facciamo finta di sì) il campione di riferimento e, per controbilanciarlo, si usa una forza generata da una corrente elettrica che scorre in un filo immerso in un campo magnetico: così il chilogrammo diventa la massa controbilanciata da un certa quantità di corrente, dove entra in gioco la costante di Planck.
Attenzione però, come per la maggior parte delle cosiddette costanti, quella di Planck non è ancora stata definita con assoluta precisione, anche se il National Research Council del Canada, l’ha calcolata con un’incertezza di 19 parti per miliardo (!!!) - e sembra che presto arriverà a essere ancor più precisa.
Non siamo riusciti a semplificare granché, è chiaro, ma siamo comunque arrivati al momento fatidico: addio al vecchio cilindretto di platino, benvenuto chilogrammo di Planck e una comprensiva pacca sulla spalla alla nuova generazione di studenti.
GOCE, l’attrazione fatale della Terra
INTERVISTA 39-2006. Qualche settimana fa l’ESA ha lanciato il satellite MetOp, dedicato alla meteorologia operativa. Nel prossimo anno, invece, sarà la volta del lancio di GOCE, un satellite dedicato allo studio della Terra. Quali sono gli obiettivi di GOCE?
L’obiettivo di GOCE è la misura accurata del campo gravitazionale terrestre, responsabile della forza di gravità terrestre che determina il peso di ciascuno di noi.
Nessuno di noi ci pensa, nella quotidianità, ma il nostro peso non è una proprietà assoluta: non pesiamo allo stesso modo in tutti i punti della Terra. Per fare un esempio: supponiamo di essere all’equatore e di pesarci con una bilancia a molle, una di quelle bilance che troviamo un po’ in tutte le case. E supponiamo che la bilancia ci dia come risposta 100 kg. Facciamo poi un piccolo viaggio al Polo Nord e siccome ci fidiamo solo della nostra bilancia, ce la portiamo dietro. Se ripetiamo la misura del peso, una volta al Polo Nord, scopriremo che la bilancia ci dà una risposta un po’ diversa, un po’ maggiore. Qualche grammo in più, niente di eccezionale.
Non è un errore; la bilancia non si è rotta nel corso del viaggio: è proprio la Terra che al Polo Nord ci attrae con una forza leggermente maggiore di quella con cui ci attrae all’equatore.
Questo ci fa capire che il peso, cioè la forza di gravità terrestre, non è lo stesso in tutti i punti della superficie del nostro pianeta. In parte, come nel caso che abbiamo visto, questa variazione è dovuta al fatto che la Terra non è perfettamente sferica, ma, com’è noto, è schiacciata ai poli a causa della rotazione intorno al proprio asse.
Grazie a GOCE otterremo una conoscenza molto più dettagliata del campo gravitazionale terrestre Ma se queste cose sono ben note, quale è la novità di un satellite come GOCE?
GOCE è stato progettato per ottenere dati di grande precisione e con elevata risoluzione spaziale. Così facendo otterremo una conoscenza sufficientemente dettagliata del campo gravitazionale del pianeta da poter andare a caccia delle sue anomalie. È proprio la scoperta delle anomalie uno degli aspetti più interessanti della missione.
Il peso di una persona dipende, oltre che dalla latitudine, anche dalla distribuzione delle masse terrestri nelle immediate vicinanze della persona stessa. Per fare un esempio, se il luogo dove mi peso con la solita bilancia si trova sopra immense grotte sotterranee, il mio peso sarebbe leggermente inferiore di quello che misurerei se mi trovassi sopra un’ altrettanto enorme miniera di ferro.
Misurando dall’orbita il campo gravitazionale terrestre con un dettaglio mai raggiunto prima, GOCE potrebbe realizzare una mappatura delle disomogeneità che ancora non ci sono note e gli scienziati impegnati a seguire la missione dovrebbero comprendere che sotto la superficie c’è qualche cosa di ancora non noto.
* ESA. Agenzia spaziale europea, 10 Novembre 2006 - ripresa parziale, cliccare qui per proseguire nella lettura
Ci asciughiamo, diminuiamo, ci stringiamo, perdiamo atomi e peso. Sta mutando il campo magnetico terrestre, cambiano gli anni: "viviamo strani giorni". Ma il prof. La Sala, con la forza straordinaria del suo - e ormai anche nostro - "pensiero accogliente", maturato a partire dalla formazione salernitana, ci suggerisce ogni giorno strategie spirituali, politoche e sociali di "uscita dalla minorità". Oggi, come ci ha ricordato con la sua ennesima e preziosa selezione, poi corroborata dall’attivissima Maria Paola Falqui, la minorità sta diventando perfino scarnezza o magrezza fisica, privazione della materia. Fortuna che noi della Voce contrapponiamo lo spirito, e qui ci viene in soccorso il santo Gioacchino, allo sterminio di un imperialismo elitario, ratificato dall’Occidente operaio e tele-alimentato. La Sala meriterebbe il Nobel per la sua lettura attualissima e potentissima di Dante, che mi sembra ben più avanti dell’intelligenza connettiva e della stessa emancipazione cui tende l’ultima scuola ermeneutica e florense del nostro Maestro torinese, che continua a "credere di credere".
Grazie di cuore, Federico.
Emiliano Morrone
OMAGGIO A MICHEL SERRES (Passaggio a Nord-Ovest,1980): "PIETÀ PER IL MONDO, VENGA IL NUOVO SAPERE"(M. SERRES, DISTACCO, 1986). L’ART DES PONTS. HOMO PONTIFEX. Louis De Courcy e Guillaume Goubert intervistano Michel Serres. Una forte sollecitazione ad uscire dal "neolitico" e, ripartendo dal nostro presente storico, a ri-attivare l’umana (di tutti e di tutte!!!) capacità di "gettare ponti" e a riprendere il cammino "eu-ropeuo"!!!. Federico La Sala.
Si sono create due rotte navigabili per il collegamento via mare tra Europa e Asia. Il sogno di molti esploratori diventa realtà
Lo scioglimento dei ghiacci
apre il "passaggio a nord-ovest"
di LUIGI BIGNAMI *
NEGLI ultimi giorni l’area coperta dai ghiacci artici ha raggiunto i livelli minimi da quando 30 anni fa iniziarono i rilevamenti attraverso i satelliti. E la riduzione è tale che si è aperto il famoso "Passaggio a Nordovest", la via più veloce di collegamento via mare tra l’Europa e l’Asia. Fino ad oggi, da tempi storici, proprio a causa dei ghiacci il passaggio era impossibile.
Leif Toudal Pedersen del Danish National Space Centre, che ha studiato i dati del satellite Envisat dell’Agenzia Spaziale Europea ha detto: "In questi giorni il ghiaccio si è ridotto di circa 3 milioni di chilometri quadrati ossia circa un milione di chilometri quadrati in più rispetto al 2005, anno di riduzione record dei ghiacci artici". Poiché, mediamente, dal 1980 i ghiacci si riducono di circa 100.000 chilometri quadrati all’anno, un milione di chilometri quadrati in meno in due anni è davvero un valore record che fa pensare.
Ancora Pedersen: "La forte riduzione in atto ci fa supporre che la diminuzione estiva dei ghiacci procede ad una velocità del tutto inaspettata e questo ci dice che dobbiamo rivedere i criteri dei processi coinvolti, perché il fenomeno non era nelle nostre previsioni".
Le zone artiche sono quelle più esposte ai cambiamenti climatici e secondo le previsioni dell’Intergovernmental Panel on Climate Change i ghiacci artici dovrebbero scomparire del tutto in estate a partire dal 2070. L’importanza dello scioglimento del ghiaccio nell’area artica non sta tanto nel pericolo dell’aumento del livello dei mari, in quanto esso appoggia direttamente sulla superficie dell’acqua, ma perché la sua diminuzione fa aumentare l’assorbimento del calore solare da parte del mare. I raggi solari infatti, vengono riflessi dal ghiaccio, ma assorbiti dall’acqua di mare che aumenta così di temperatura.
Con la situazione attuale si sono venute ad aprire due rotte navigabili: una a nord del Canada che attualmente è totalmente aperta, la seconda, invece, che passa vicino alla Siberia ed è praticabile al 90 per cento.
Tra la fine del 1400 e il 1900, gli europei hanno cercato di stabilire una rotta commerciale marina che passasse a nord e ad ovest del continente europeo. Furono gli inglesi a chiamare la rotta "Passaggio a nordovest", mentre gli spagnoli la battezzarono stretto di Anián. Il desiderio di trovare questa rotta motivò gran parte dell’esplorazione europea di entrambe le coste del Nord America. Hernán Cortés, nel 1539 incaricò Francisco de Ulloa di navigare lungo l’odierna Baja California alla ricerca dello Stretto di Anián.
E dopo diversi tentativi falliti, divenne famosa quella che nel 1845, guidata da Sir John Franklin. Quando la spedizione non riuscì a rientrare, diverse spedizioni di soccorso e squadre di ricerca esplorarono l’artico canadese tra i due corpi d’acqua aperta producendo alla fine la carta nautica di un possibile passaggio. Poche tracce della spedizione sono state ritrovate, anche se alcune registrazioni indicano come le navi vennero bloccate dalla morsa di ghiaccio nel 1845 vicino all’Isola di Re Guglielmo, a circa metà strada del passaggio, e non furono in grado di districarsi nell’estate successiva. Lo stesso Franklin morì nel 1847. Non si sa comunque, perché tutti i 134 membri della spedizione, ben equipaggiata e ben rifornita, perirono.
Il passaggio a nord-ovest non venne conquistato fino al 1906, quando l’esploratore norvegese Roald Amundsen, che era salpato per sfuggire ai creditori che cercavano di fermare la spedizione, completò un viaggio di tre anni su di un peschereccio per la pesca delle aringhe convertito in rompighiaccio. Alla fine del viaggio, entrò nella città di Circle (Alaska), ed inviò un telegramma che annunciava il suo successo.
Le due rotte viste dal satellite * la Repubblica, 15 settembre 2007.
L’intera riserva valutata in 320 tonnellate ha un valore di 6 miliardi di euro
Lingotti d’oro crepati alla Banca d’Inghilterra
Il fenomeno dovuto forse a una contaminazione del metallo.
L’istituto londinese: «E’ solo l’azione ossidante del tempo»
DAL NOSTRO CORRISPONDENTE *
LONDRA - Allarme alla Banca d’Inghilterra. Alcuni dei lingotti d’oro custoditi nella sua sacrestia sotterranea presentano fessure e crepe. Secondo esperti consultati dalla rivista Metal Bulletin, bibbia del mercato dei metalli, il fenomeno potrebbe essere dovuto a una contaminazione dell’oro usato per le barre, i lingotti e le monete che rappresentano la riserva del Tesoro di Sua Maestà. Dopo che per anni le voci erano circolate senza alcuna possibilità di controllo nella City, finalmente in base al Freedom of Information Act è arrivata una risposta dalla Bank of England. «Non si tratta di carenza di purezza, ma di apparenza fisica e non è un grosso problema» ha detto un funzionario della Old Lady di Threadneedle Street (questo è il soprannome popolare della venerata istituzione fondata oltre tre secoli fa).
La banca centrale di Londra insiste che il suo oro è puro al 99,9 per cento e il deterioramento osservato è dovuto solo all’azione ossidante del tempo: parte della riserva, valutata oggi in 320 tonnellate per un valore di mercato di circa 6 miliardi di euro, fu importata dagli Stati Uniti tra il 1930 e il 1940. Un portavoce ha rassicurato che l’oro deteriorato potrebbe essere comunque affidato a un impianto di raffinazione per essere fuso e trasformato in nuovi lingotti. Non sono stati forniti dati sulla quantità delle riserve che ha presentato il «piccolo problema di invecchiamento». Ma coloro che nutrono sospetti insistono che le fessure potrebbero essere il sintomo di contaminazione all’origine con altri metalli di base e avvertono che nella stessa situazione si potrebbero trovare i tesori conservati da altri banche centrali europee.
La Bank of England tiene l’oro per conto del Tesoro. La maggior parte delle 320 tonnellate è in barre che pesano tra i 10.9 e i 13.4 chili, valore tra i 258 mila e i 317 mila dollari l’una. Il governo ha una riserva aurea e in valuta estera che viene mantenuta per sostenere il corso della sterlina in tempi di instabilità dei mercati. Una pratica comune a tutti gli istituti centrali del mondo. In teoria, in tempo di guerra, le riserve potrebbero essere impiegate per finanziare importazioni d’emergenza di materie prime e beni strategici. La banca fu fondata nel 1694 dallo scozzese William Paterson proprio per finanziare le guerre di Sua Maestà, al tempo ricorrenti.
La sede della Bank of England, un palazzo nel cuore della City, appare come una sorta di fortezza circondata da mura senza finestre. Fino al 1973 era difesa da un distaccamento dell’esercito che pattugliava il perimetro esterno. Il forziere sotterraneo è stato sempre considerato impenetrabile. Ma nel 1836 il governatore ricevette la lettera di uno sconosciuto che sosteneva di aver trovato una via segreta d’accesso. L’anonimo sfidò i dirigenti della Banca dando loro appuntamento all’interno: e mantenne la parola facendosi trovare puntuale sul posto. Era un operaio della rete fognaria che aveva trovato un varco. Secondo la leggenda fu ricompensato per l’informazione (e per non averne approfittato) con 800 sterline.
Guido Santevecchi
* Corriere della Sera, 30 settembre 2007
Scienza
kg unità di misura
Il chilo pesa meno e i conti non tornano
di Alessio Nannini *
FISICA. Il prototipo che rappresenta la misura oggettiva internazionale del chilogrammo è dimagrito. Se ne discuterà a Londra. Ma per trovare un sistema più preciso e stabile bisognerà attendere la Conferenza generale dei pesi e delle misure del 2015.
Pesa di più un chilo di piombo o un chilo di paglia? All’epoca era l’alunno più ingenuo a cadere in inganno e a dare maggior peso al metallo piuttosto che all’erba secca. Ora però c’è una nuova domanda che, anziché prendersi gioco degli studenti impreparati, sta facendo scervellare gli scienziati: quando pesa un chilo?
Non è una questione enigmistica ma il risultato di una severa constatazione, perché i ricercatori parigini del Bureau International des Poids et Mesures si sono accorti che il prototipo del chilogrammo, conservato sotto una campana di vetro dalla quale è stato tolto appena tre volte in centoventidue anni, ha inspiegabilmente perso peso. E dunque non può più assolvere il ruolo di punto di riferimento internazionale oggettivo, nonostante i cinquanta milionesimi di grammo (tanti sono quelli che mancano) ci sembrino davvero poca cosa. Per questo cilindro fatto di platino e iridio è una misura sufficiente per un licenziamento per giusta causa.
Il suo pensionamento segnerebbe un passo importante nella storia della scienza, perché Le grand Kilo, come viene chiamato con orgoglio francese il prototipo, è l’unica unità di misura del sistema internazionale che abbia come riferimento un manufatto e non una proprietà fisica. Oggi il Sistema internazionale delle unità di misura si basa su sette grandezze fondamentali dalle quali si fanno derivare tutte le altre, e l’esempio classico per capire come sia cambiato nei decenni il sistema di misurazione è quello del metro, una volta definito dalla distanza tra due segni incisi su una barra di platino e iridio conservata anch’essa a Parigi. Nel 1960 le si preferì una definizione che all’uomo comune dice ben poco, ma è più funzionale alla scienza di una stecca di metallo: il metro è la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari a 1/299792458 di secondo.
Medesima sorte sarà quella del chilogrammo, tanto che gli scienziati hanno già pensato alla meccanica quantistica per definire al meglio la misura. Con questa soluzione, essa verrebbe calcolata sulla base dell’energia elettrica necessaria a sostenere a mezz’aria un chilogrammo attirato dalla gravità terrestre. Come dire, meno romanticismo ma un’esattezza al riparo da ogni, sebbene impercettibile, dimagrimento. Ma per il cambio, fanno sapere da Londra dove è stata convocata una riunione proprio per parlare del chilogrammo, non c’è alcuna fretta. Innanzitutto perché per prendere una decisione in merito bisognerà attendere la Conferenza generale dei pesi e delle misure del 2015, a Parigi.
Poi perché quei cinquanta milionesimi di grammo persi, e che gli scienziati ipotizzano a causa di qualche gas incorporato nella lega di platino e iridio messa a punto a Londra nel 1889, per adesso non rappresentano un problema. Lo saranno fra quindici o venti anni, quando prevedibilmente saranno di più. Ma allora misureremo il tutto con l’ausilio della quantistica e il chilo che non pesa un chilo non farà più notizia.
* TERRA, Inviato da redazione il Ven, 28/01/2011: http://www.terranews.it/news/2011/01/il-chilo-pesa-meno-e-i-conti-non-tornano
IL CASO
Il mistero del chilogrammo
pesa meno di un chilogrammo
Dal 1889 è l’unità di base conservata in un caveau a Sevres, in Francia. Adesso si è scoperto che non è immutabile. Il lingotto di platino e iridio, ha perso 50 microgrammi. E nessuno sa perché di SARAH LYALL
SEVRES (FRANCIA) - Nessuno sa esattamente perché il prototipo internazionale del chilogrammo, in lega di platino e iridio e da sempre protetto con i più rigorosi criteri, pesi meno di quando fu realizzato, alla fine del XIX secolo. "È quello che mi chiedo anch’io", dice Terry Quinn, direttore emerito dell’Ufficio internazionale dei pesi e delle misure di Sèvres, alla periferia di Parigi. È qui che il chilogrammo - il campione universale su cui si misurano tutti gli altri chilogrammi - è conservato, in condizioni controllate stabilite nel 1889, in un caveau sotterraneo che può essere aperto solo con tre chiavi diverse custodite da altrettante persone.
Il cambiamento, scoperto quando il prototipo è stato messo a confronto con le sue copie ufficiali, ammonta solo a circa 50 microgrammi, equivalenti alla massa di un minuscolo granello di sabbia, ma rivela che il prototipo ha fallito il suo compito primario, quello di essere un punto fermo di stabilità in un mondo di incertezza.
Questo significa, dicono gli scienziati, che è giunto il momento di trovare un nuovo modo di calcolare il chilogrammo, che gode attualmente di una definizione deliziosamente frustrante: "Un’unità di massa uguale alla massa del prototipo internazionale del chilogrammo".
Secondo Peter J. Mohr, fisico teorico presso il National Institute of Standards and Technology di Gaithersburg, nel Maryland, si tratterebbe di basare il futuro chilogrammo su una costante fisica fondamentale e non su un oggetto incostante. "Vogliamo avere qualcosa che non cambi", dice, "per poter avere un sistema di misurazione stabile".
Il chilogrammo è l’ultima unità di misura di base che sia stata espressa nei termini di un oggetto manufatto (suo "cugino", il prototipo internazionale del metro, venne mandato in pensione nel 1960, quando gli scienziati ridefinirono la misura. Poi, la ridefinirono nuovamente nel 1983. Ufficialmente, oggi un metro è: "la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari a 1/299.792.458 di secondo").
Gli scienziati hanno ora dei piani altrettanto arditi per il chilogrammo, e di fatto per molte altre unità di misura di base. Una bozza di risoluzione da presentare alla Conferenza generale sui pesi e le misure, che si svolgerà in ottobre, racchiude nuove e migliorate definizioni per l’ampere, la mole e la candela. "Sarebbe il più grande cambiamento nella metrologia da quando venne introdotto il sistema metrico durante la Rivoluzione francese", dice Quinn.
Tutto ciò è molto emozionante e rivoluzionario, ma è più facile dirlo che farlo. La nuova definizione proposta per il chilogrammo si basa su una quantità fisica nota come la costante di Planck - una costante amata dai fisici quantistici ma ancora non espressa con la precisione necessaria. Per anni, diverse équipe in tutto il mondo hanno lavorato per misurare la costante di Planck entro un grado di incertezza accettabilmente basso. Per Michael Kuhne, attuale direttore dell’Ufficio misure, una decisione potrebbe richiedere altri cinque o dieci anni. O forse no. "Ci aspettiamo tutti dei risultati eccellenti dagli esperimenti, ma non ho la sfera di cristallo".
Tutto ciò non intende denigrare il chilogrammo, che rimane al sicuro sotto tre campane di vetro. Finché non entrerà in vigore una nuova definizione, il prototipo rimane l’ideale platonico - talmente prezioso da essere stato rimosso dalla sua custodia solamente tre volte in tutta la sua vita (per essere messo a confronto con tutte le altre copie), talmente singolare che i francesi lo chiamano "Le Grand K", e talmente simbolico che a volte chi scrive sulle riviste scientifiche lo designa semplicemente con la lettera gotica K.
"Nonostante tutti i suoi difetti, la ragione per cui non è stato ridefinito in precedenza è che nessuno ha trovato nulla di meglio", dice Kuhne che, nel suo ufficio, ha un bel modello del prototipo. (Kuhne detiene anche una delle chiavi del caveau, che custodisce in una cassaforte. La seconda chiave ce l’ha il presidente del Comitato internazionale pesi e misure; la terza si trova negli archivi nazionali francesi).
Dato che un chilogrammo viene definito come l’equivalente della massa del prototipo, ai fini della sua definizione non ha importanza se il prototipo perde massa, o se mette su dei microgrammi passando tutto il suo tempo libero ad abbuffarsi di éclairs al cioccolato: rimane sempre un chilogrammo. Come Norma Desmond in "Viale del Tramonto", il prototipo potrebbe giustamente sostenere che non è lui che è dimagrito, ma gli altri che sono ingrassati. (Questa ipotesi è teoricamente possibile - sono tutte questioni relative ma, secondo gli scienziati, altamente improbabili.) La nuova definizione dovrebbe rendere inutili questi frustranti esercizi intellettuali. Certo, è un po’ triste assistere alla retrocessione di un prototipo, che dopo tanti anni di valoroso servizio sembra destinato ad andare in pensione e a ricordare i suoi giorni di gloria su uno scaffale qualsiasi.
Quinn non sembra molto sentimentale su questa prospettiva. "Il vecchio chilogrammo continuerà ad esistere", dice. "Ma una costante fondamentale è molto più fondamentale di un manufatto in un caveau".
©The New York Times/La Repubblica. Traduzione di Luis E. Moriones
* la Repubblica, 15 febbraio 2011