Scienziati vicini a un accordo per sostituire il campione del chilo

Dopo decenni di esperimenti, studi e dispute, il prototipo fisico ufficiale del chilogrammo potrebbe essere sostituito da una costante matematica.

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Una sfera di silicio usata in una tipologia di test per la ridefinizione del chilogrammo.|Julian Stratenschulte / dpa / Corbis

I tentativi di mandare in pensione Le Grand Kilo, il cilindro di platino e iridio conservato presso il Bureau International des Poids et Mesures di Parigi che da 126 anni definisce la massa di un chilo, durano ormai da molti anni.

 

Il chilogrammo è infatti l'unica unità di misura standard internazionale la cui definizione è ancora basata su un oggetto fisico, e non su una costante matematica (stabile per definizione). Ma qualcosa sta cambiando, come suggerisce un articolo pubblicato sul sito di Nature.

 

Accordo vicino. La comunità internazionale di metrologi potrebbe avere raccolto dati a sufficienza per rimpiazzare il cilindro con una definizione condivisa. Questa settimana, il Comitato internazionale dei pesi e delle misure (CIPM) si è riunito a Parigi per fare il punto della situazione, in vista di una conferenza internazionale per discutere la ridefinizione di una più ampia gamma di unità di misura (compresi ampere, mole e kelvin) fissata per il 2018.

 

Più sicuro. Il passaggio da oggetto fisico a costante non renderebbe la misura del chilo più precisa, ma più stabile. Un oggetto fisico è soggetto a microscopiche ma continue variazioni per la perdita di atomi, ed è stato dimostrato che il cilindro parigino si sta progressivamente "assottigliando": una perdita infinitesimale, pari a circa 50 miliardesimi di kg che, se è trascurabile nelle applicazioni pratiche, non lo è per scienziati e ingegneri che lavorano con misure ad altissima precisione.

 

Lavori in corso. Una costante matematica avrebbe anche il vantaggio di essere accessibile a tutti, da ogni angolo della Terra, per confrontare appunto il chilo in uso con quello ufficiale. Ma, prima, occorre arrivare a una soluzione condivisa. Gli esperimenti su come definire il chilo in base a costanti fondamentali sono iniziati negli anni '70, ma solo nell'ultimo anno due diversi approcci fisico-matematici sono arrivati a risultati sufficientemente precisi e concordi da portare a un risultato definitivo.

 

Due approcci. Uno dei due filoni propone di legare la definizione di chilo alla costante di Planck, determinante in meccanica quantistica; l'altro, alla costante di Avogadro, che esprime il numero di atomi in una determinata quantità di una sostanza. Le due linee di ricerca non sono concorrenti ma complementari.

 

L'ultimo sforzo. Ad agosto 2015 si è raggiunto un accordo circa il valore della costante di Planck con un'incertezza pari a 12 parti per miliardo, un margine che sembra rientrare negli standard richiesti dal CIPM. C'è ancora da lavorare, e il risultato deve coincidere con quello che uscirà, nel 2017, da un altro esperimento con lo stesso obiettivo che si sta svolgendo in Russia. Ma se si dovesse trovare un accordo, dal 2018 il chilogrammo - proprio quel cilindro conservato a Parigi - potrebbe diventare un pezzo da museo.

16 Ottobre 2015 | Elisabetta Intini