122 aastat kilogrammi etaloniks olnud iriidiumi ja plaatina sulamist silinder ei sobi enam, sest on aja jooksul pisut kaalu kaotanud.

Kuid etaloni asendamine pole põrmugi kerge ülesanne.

Kolm aastat tagasi tuli ilmsiks, et Pariisi lähedal rahvusvahelises kaalude ja mõõtude büroos (BIPM) maa-aluses seifis hoitav etalon on võrreldes tosinate maailma eri paigus hoitavate koopiatega muutunud 50 mikrogrammi võrra kergemaks. Koopiad on tehtud etaloniga samast materjalist, samal ajal ning neid hoitakse sarnastes tingimustes. Muutus on seda murettekitavam, et pole teada, kas originaaletalon on muutunud kergemaks või koopiad hoopis raskemaks.

Nüüd vaevavad teadlased pead, kuidas defineerida kilogramm nii, et selleks poleks tarvis füüsilist etaloni. Kõik teised SI-süsteemi põhiühikud: meeter, amper, kelvin, mool ja kandela on defineeritud ilma selleks füüsilist etaloni vajamata.

Kompromissettepanek

Eelmisel nädalal Suurbritannia teaduste akadeemia Royal Society korraldatud konverentsil pakkus endine rahvusvahelise kaalude ja mõõtude büroo juht Richard Davis välja kompromissi, mis võimaldaks kilogrammi ümberdefineerimise lõpuks tupikust välja tuua.

Ta soovitab, et kahe eri koolkonna definitsioonid kilogrammi kohta, mis paraku päris täpselt ei klapi, tuleks võtta ühiselt kasutusse, arvutades kilogrammi definitsioon nende kahe eksperimendi tulemuste keskmisena ning kinnitades selle standardkilogrammiks.

Ettepanek ei sobitu kuidagi mõõtühikute süsteemis seni kehtinud reeglitega, kuid ilma selle uue lähenemiseta võiks kilogrammi defineerimine jääda toppama aastateks või isegi aastakümneteks. “Kilogrammi uus definitsioon on justkui pantvang,” ütles Davis Nature Newsile.

Kuid seda ettepanekut ei tervitatud just vaimustusega. Manchesteri ülikooli füüsik Michael Hart ütles, et kahe eri lähenemisega saadud tulemustest keskmise arvutamine on küll matemaatiliselt korrektne, kuid seda ei saa nimetada teaduseks.

Samas leidub neid, kes arvavad, et kilogrammile uue definitsiooni otsimine on kestnud juba üle kolmekümne aasta ning erinevate numbrite ühtlustamine oleks mõistlik, seda enam, et erinevused on üliväikesed ega oma mingit praktilist tähtsust.

Eksimus liiga suur

Üks koolkond kavatseb seostada omavahel massi ja kvantfüüsikas kvantide suurust iseloomustava Plancki konstandi, mille väärtus püsib ajas muutumatuna.

Plancki konstant seob elektromagnetkiirguse energia tema sagedusega. Konstant on nimetatud saksa füüsiku ja kvantmehaanika rajaja Max Plancki järgi.

Võistlev idee on defineerida kilogramm kui räni isotoobi massiarvuga 28 sfääriline kindlate mõõtmetega kristall.

Kaks eri lähenemist on viimastel aastatel suutnud mõõtmise erisused viia küll üliväikeseks, kuid siiski püsib parimate mõõtmiste erinevus veel 175 miljardiku peal, mis on kaugelt liiga suur selleks, et metroloogid suudaks tulemusi aktsepteerida.

Kõige varem võiks kilogrammi uue definitsiooni heakskiitmine kõne alla tulla nelja aasta pärast suurel kaalude ja mõõtude kongressil. Selleks ajaks on Plancki konstandile tugineda püüdvad kilogrammi defineerijad teinud veel mitmeid eksperimente ning võib olla just need aitavad kahte tiiba lepitada.