Løpet om å omdefinere kilogrammet

I Paris, bak en hvelvdør som krever tre nøkler for å låse opp den, er den mest verdifulle klumpen av platina-iridium i verden. For den uformelle observatøren er det vanskelig å tildele en pengeverdi til klumpen, men for en gruppe forskere er det en nesten uvurderlig haug av metall som gir gull en løp for verdien.

Denne klumpen gjør jo det utrolig viktige arbeidet med å være standard for kilo. Men en internasjonal forskergruppe er vanskelig på jobb for å redefinere kiloet og gjøre dette verdsatte elementet foreldet.

"Kilogramgen er faktisk en virkelig flott ting," sier Alan Steele, sjefsmetrogen ved Canadas nasjonale forskningsråd. "Men det er ikke grunnleggende, det er ikke grunnleggende - det er bare en ting, og hvis noe skjedde med den tingen, ville vi være i reelle problemer."

Steele er en del av en gruppe som krysser for å omdefinere kilogrammet. Dens vekt ville ikke forandre seg - at sugeren fortsatt sitter pent på rundt 2,2 pund - men Steele og hans kolleger synes det er på tide for en masseoppdatering, en som er basert på en "fundamental konstant" - en iboende universell egenskap som ligner på noe som lysets hastighet - i stedet.

Før du tror kilo-korstoget er arbeidet med en frynsegruppe galne forskere, er det ikke. Oppdateringen krever en "vitenskapelig tour de force", sier Steele, fordi definisjon av enheten basert på grunnleggende konstanter krever tre eksperimenter, i to forskjellige metoder, i flere land. Det er utrolig vanskelig å få konsensus på alle tre eksperimenter i begge systemene. "Disse er bare veldig vakre eksperimenter, med store, enkle å forklare konsepter," sier han, "men mannen er djevelen i detaljene."

Å finne ut hvordan man måler kilogramet, krever å definere den grunnleggende konstant - kjent blant fysikere som "Plancks konstante" - innenfor en usikkerhet på 50 deler per milliard. På engelsk? Det er ganske, ganske, ganske eksakt. Noen kjemi laboratorier måler dette ved å beregne antall atomer i en kilo silisium sfære. Men andre bruker en fysikk tilnærming, ved hjelp av en enhet kalt en Kibble-balanse, som bruker energi og elektriske konstanter til å utføre måling. Trikset er at kjemikken og fysikken nærmer seg å definere Plancks konstante må matche - og å gjøre systemkvivalenten aldri har skjedd før.

Omdefinere våre måleenheter er "en hendelse som skjer sannsynligvis en gang i vår levetid", sier Stephan Schlamminger, fysiker ved Statens institutt for standarder og teknologi. Teamet hans har fått en måling av Plancks konstant med en feil på 34 deler per milliard (i vitenskapen, jo mindre feil, jo bedre, så 34 deler per milliard er definitivt et godt tegn i forhold til bransjens aksepterte maksimum 50 deler per milliard). Hittil er det en internasjonal konsensus på tallet, og Schlamminger håper å komme nærmere perfekt med en feil på 20 deler per milliarder innen 1. juli 2017, når Det internasjonale vikarbyrå vil samle alle målingene som skal inkorporeres i det internasjonale gjennomsnittet. Når alt dette oppstår, blir det endelige nummeret debatt og stemt i november 2018.

"For sluttbrukeren vil overgangen være sømløs; Du vet ikke forskjellen, sier Schlamminger om endringen. Men for det vitenskapelige samfunnet vil omdefinering av disse enhetene være uvurderlig, og snu den klumpen i Paris til et symbol på en ny forståelse av grunnleggende målinger av universet - og det er en bragging som de fleste klumper bare ikke har.