Acest dispozitiv de masă transformă definiția cuantică a unui kilogram într-o masă reală

Este o masă pentru mase.

Un dispozitiv de masă face noua definiție a kilogramului mai accesibilă. Anterior, kilogramul fusese egal cu masa unui cilindru metalic special ținut într-o boltă de lângă Paris. Dar cercetătorii au renunțat la acest standard pe 20 mai, legând kilogramul la un număr mecanic cuantic cunoscut sub numele de constantă Planck (SN Online: 20.5.19).

Folosind această nouă definiție, oamenii de știință de la Institutul Național de Standarde și Tehnologie din Gaithersburg, Md., au creat o versiune redusă a unui dispozitiv numit balanță Kibble pentru a măsura direct mase de câteva grame prin constanta Planck. Când sunt rezolvate îndoirile prototipului, aparatul ar trebui să fie precis cu câteva zece miimi de procente, raportează cercetătorii în luna iunie. Tranzacții IEEE privind instrumentarea și măsurarea.

O balanță Kibble la scară largă necesită propriul spațiu de laborator, costă milioane de dolari pentru a-l construi și necesită doctori pentru a-l conduce. Dar noul sold Kibble, de mărimea unei valize, are puțin peste jumătate de metru înălțime, cu un preț de aproximativ 50.000 de dolari. Acest lucru îl pune la îndemâna companiilor farmaceutice, de exemplu, care trebuie să distribuie cu precizie doze mici de medicamente.

Balanțele tradiționale funcționează prin compararea greutăților maselor din două recipiente diferite. Dar o balanță Kibble compară o masă cu forța electromagnetică necesară pentru a menține masa. Anumite mărimi electromagnetice, cum ar fi tensiunea și rezistența, pot fi legate înapoi de măsurători cuantice care implică constanta Planck, conectând acea cantitate la masa obiectului.

Deoarece constanta Planck are aceeași valoare peste tot, cercetătorii pot măsura direct masele oriunde și oricând, fără a face referire la artefactul parizian.

Momentele distractive cu Lego au inspirat noul instrument. Cercetătorii au făcut anterior un echilibru Lego Kibble pentru a ajuta publicul să învețe cum funcționează instrumentele, spune inginerul mecanic NIST Leon Chao. Acea experiență „a sădit în subconștient o sămânță”.