Kilogramın tanımı değişmek üzere

Bilim insanları kilogramı tanımlama yöntemini değiştirmek üzere.

Şu anda kilogramın tanımı, “Le Grand K – Büyük K” adı verilen ve Paris’teki bir kasada saklanan platin bazlı bir külçeyle yapılıyor.

Bilim insanları kilogramı tanımlama yöntemini değiştirecek

Araştırmacılar, Paris’te yapılacak Ağırlık ve Ölçüler üzerine Genel Konferans’ta kilogramı artık bu külçeyle değil, elektrik akımlarıyla tanımlamayı oylayacak.

Ancak İngiltere Ulusal Fizik Laboratuarı’ndan (NPL) Purdey Williams gibi uzmanlar, değişiklik konusunda farklı duygulara sahip.

Williams, “Bu projede uzun süre yer almadım ama kilograma garip bir bağlılık hissediyorum. Değişiklik konusunda biraz üzgünüm. Ancak, önemli bir adım ve yeni sistem çok daha iyi çalışacak. Gerçekten çok heyecan verici bir an ve sabırsızlıkla bekliyorum” dedi.

Değişiklik neden yapılıyor?

Büyük K, 1889’dan bu yana uluslararası ölçüm sisteminin yapı taşlarından biri. Birkaç kopyası da var.

Ancak kilogramın başlıca tanımının günleri sayılı. Yıllar boyunca yaşanan bozulma nedeniyle ağırlığı değişti. Kilogramın tanımı çok önemli, çünkü tüm diğer ağırlıklar ona göre ayarlanıyor.

İlaç geliştirme, nanoteknoloji ve hassas mühendislik çağında doğru ölçümler büyük önem taşıyor ve ölçüm sistemlerini koruyan ve bakımını yapan uzmanlar Büyük K’dan vazgeçme zamanının geldiğini söylüyor.

Büyük K ne ölçüde yanlış?

Büyük K’nın ağırlığındaki değişim, tek bir kirpiğin ağırlığından bile daha az. Değişiklik çok küçük olsa da, önemli sonuçlara yol açabiliyor. NPL’nin Kütle Spektrometrisi Bölümü Başkanı Dr. Stuart Davidson, yeni elektrik ölçümünün daha istikrarlı, daha doğru ve daha eşitlikçi olacağını söyledi.

Davidson “Paris’teki kilogramdan kopyalanan dünya genelindeki kilogramlar ve Büyük K’nin kendisi arasında farklılıkla olduğunu biliyoruz. Bu durum bilim açısından kabul edilemez. Dolayısıyla, Büyük K şu anda amaca hizmet ediyor olabilir belki ama 100 yıl sonra edemeyecek” dedi.

Yeni sistem nasıl çalışacak?

Elektromıknatıslar bir güç üretiyor. Örneğin hurdalıklardaki vinçlerde eski otomobiller bunu kullanıyor. Elektromıknatısların ürettiği çekim gücü doğrudan bobinlerine giden elektrik akımıyla ilgili. Yani burada elektrik ve ağırlık arasında doğrudan bir ilişki var.

Dolayısıyla bilim insanları prensipte bir kilogramı ya da bir başka ağırlığı, gücüne karşı koymak için gereken elektrik miktarıyla tanımlayabilirler.

Alman fizikçi Max Planck’ın bulduğu, ağırlık ve elektrik akımı arasındaki ilişkiyi kuran Planck sabiti adlı bir sayı var ve hsembolüyle gösteriliyor.

Ancak h çok küçük bir sayı ve bunu ölçmek için çok çok hassas ölçüm cihazları gerekiyor. Kibble dengesi diye bilinen cihazın bir tarafında elektromıknatıs diğer tarafında da herhangi bir ağırlık, örneğin kilogram var.

Cihazın her iki tarafı da tam olarak dengelenene dek elektro mıknatıstan geçen elektrik akımı miktarı artırılıyor.

Uzmanlar elektro mıknatıstan geçen elektirik miktarını yüzde 0,000001 hassasiyetle ölçebiliyor.

Bu buluş sayesinde Büyük K’nin terk edilebilmesinin önü açılmış oldu.

Yeni sistemin avantajları nedir?

Her 10 ila 20 yılda bir, kopya ağırlıkların Büyük K ile kıyaslanması gerekiyor. NPL’den Dr. Ian Robinson’a göre yeni sistem kabul edilirse, Kibble dengesi her zaman her yerde kontrol edilebilecek.

Robinson, “Bu noktada olmamız iyi bir şey. Doğru karar olduğunu düşünüyorum. Bunu yaparsak, ölçüm görünür gelecekte istikrarlı olacak” dedi.


Fransa metrik sistemi nasıl yarattı?

Bilim insanları kilogramı tanımlama yöntemini değiştirecek

Mühendislikten uluslararası ticarete ve siyasal sistemlere kadar birçok şeyi etkileyen metrik sistem insanlık tarihindeki en önemli gelişmelerden biridir.

Metrik sistem her yerde aynı olduğu için pek dikkat çekmiyor. ABD, Liberya ve Myanmar dışındaki tüm ülkeler resmi ölçüm sistemi olarak metrik sistemi kabul ediyor. Ancak bu üç ülke de uluslararası ticarette aynı sistemi kullanıyor.

18. yüzyılda, Fransız devriminden önce birçok ülkede, hatta bazen aynı ülkenin farklı bölgelerinde ağırlık ve uzunluk gibi ölçümlerde farklı sistemler kullanılıyordu.

Fransız Devrimi ile bu durum değişti. 1789-99 yılları arasında devrimciler iktidarı kralın ve kilisenin elinden almakla kalmadı, eski gelenek ve alışkanlıkları ortadan kaldırarak toplumda köklü değişikliklere de neden oldu.

1793’te uygulamaya koydukları Cumhuriyetçi takvimde bir gün 10 saatten, bir saat ise 100 dakikadan oluşuyordu. Takvim üzerindeki dini etkilerin ortadan kaldırılması amaçlanıyor, Katoliklerin Pazar günlerini ve azizlere adanmış günleri hesaplaması zorlaştırılıyordu.

Bilim insanları kilogramı tanımlama yöntemini değiştirecek
1789 Fransız Devrimi öncesinde ülke genelinde 250 binden fazla farklı ölçü birimi kullanılıyordu.

Ancak yeni hükümetin getirmek istediği ondalık sistem sadece takvimde tutmadı, diğer alanlarda kalıcı oldu. İşte bugün kullandığımız kilogram ve metre gibi ölçü birimleri o zamandan kalma.

Yeni ölçüm sistemini oluşturma görevi, Aydınlanma döneminin bilim insanlarına verildi. Bunlar, yeni sistemi geleneklere değil tümüyle doğaya ve bilime dayandırmak istiyordu. Bu nedenle metre, Kuzey Kutbu’ndan ekvatora kadar olan mesafenin 10 milyonda biri olmalıydı.

Bu mesafeyi ölçerken Paris Rasathanesi’nden geçen meridyen esas alındı. Bu amaçla iki gökbilimci 1792’de işe koyuldu; ancak bir yılda tamamlamayı planladıkları ölçümler yedi yıl aldı.

Bugün Voltaire, Descartes, Victor Hugo gibi Fransız Devrimi’nin kahramanlarına adanmış bir mozole olan Pantheon o zamanlar eski ağırlık ve diğer ölçülerin saklandığı bir depo olarak kullanılıyordu. Yeni ölçü sistemine geçmeyi bekleyen şehirler eski ölçüleri buraya göndermişti.

Bilim insanları kilogramı tanımlama yöntemini değiştirecek
Kuzey Kutbu’ndan ekvatora kadar olan mesafenin 10 milyonda biri olarak hesaplanan metre için Paris Rasathanesi’nden geçen meridyenin uzunluğu esas alındı.

Fakat yeni ölçülere harcanan o kadar emeğe ve ustalığa rağmen insanlar alışkın oldukları eski ölçüleri bırakmak istemiyor, yeniye şüpheyle bakıyordu.

Parisli yetkililer yeni sistemi yaygınlaştırmak amacıyla çarşıya müfettiş gönderiyordu. 1812’de Napolyon metrik sistemi bırakıp eski ölçülere döndü. 1840’ta yeniden metrik sistem getirildi. Ancak Fransa’da herkesin bu sisteme geçmesi 100 yıl aldı.

Bunun nedeni sadece devletin ısrarlı çabaları değildi. Fransa hızla endüstri devrimine doğru yol alıyordu. Askeri amaçlı haritalar doğruluk payı yüksek ölçümler gerektiriyordu.

1851’de tüm ülkelerin bilimsel ve sınai gelişmeleri sergilediği ilk Dünya Fuarı gerçekleşti. 1889’daki Dünya Fuarı için Paris’te Eiffel Kulesi inşa edildiğinde 324 metre ile dünyanın en yüksek yapısı ortaya çıkmış oldu.

Bütün bu gelişmeler dünyanın en eski uluslararası kurumunu gündeme getirdi: Uluslararası Ağırlık ve Ölçü Birimleri Bürosu (BIPM).

Eiffel Kulesi’nin inşaatına 1888’de başlandı.

Uluslararası standartları korumak amacıyla Paris’te kurulan bu kurum, yedi uluslararası ölçü birimi belirlemiş bulunuyor: metre, kilogram, saniye, amper, kelvin, mol ve kandela.

Platinden yapılma standart metre burada tutulur ve ona göre yapılan örnekler diğer ülkelere gönderilirdi. 1960’larda metrenin tanımı ışığa göre yapılıp çok daha kesin bir özellik kazandırıldı. Bugün evrensel fizik kurallarına göre tanımlandığından gerçekten de doğaya dayanan bir ölçü birimi haline geldi.

Paris’in batısındaki Sèvres bölgesinde yer alan büro aynı zamanda özel koruma altındaki ilk kilogramı saklıyor. Platin ve iridyum alaşımından yapılma silindir şeklindeki bu orijinal kilograma da kuantum fiziği temel alınarak yeni tanımlama getirilecek. Kasım ayından itibaren Planck sabiti olarak bilinen mekanik nicelik esas alınacak.

Bilim insanları kilogramı tanımlama yöntemini değiştirecek
İlk kilogram, Paris yakınlarındaki Uluslararası Ağırlık ve Ölçü Birimleri Bürosu’nda özel koruma altında saklanıyor.

BIPM yöneticisi Dr Martin Milton’a göre, önemli teknolojik zorlukların aşılmasını gerektiren bu yeni tanımlama, Higgs Bozonu’ndan sonraki en zorlu deney olacak. 2005’te başlayan ve yakında sonuçlanacak olan bu bilimsel proje ile kilogram, bugüne kadar görülmemiş ölçüde bir kesinlik kazanacak.

Metrenin oluşumu ile başlayan süreç modern ekonominin temelini atıp küreselleşmeye giden yolu açtı; kesin hesaplar gerektiren mühendislik projelerinin hayata geçirilmesini sağladı. Bugün de evreni daha iyi anlamamızı sağlayacak bilimsel araştırmalarda temeli oluşturmaya devam ediyor.

Bilim Teknoloji


  

Facebook Hesabınız Üzerinden Yorum Yapın

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here