Kilogram tidak lagi berarti. Sebaliknya, ini adalah ide abstrak tentang cahaya dan energi.
Pada hari ini (20 Mei), fisikawan telah mengganti kilogram tua - sebuah silinder platina-iridium 130 tahun dengan berat 2,2 pon (1 kilogram) yang duduk di sebuah ruangan di Prancis - dengan pengukuran abstrak yang tidak berubah berdasarkan pada segi empat dari partikel cahaya dan konstanta Planck (fitur mendasar dari alam semesta kita).
Di satu sisi, ini adalah pencapaian besar (dan sangat sulit). Kilogram sudah diperbaiki selamanya sekarang. Tidak dapat berubah seiring waktu karena silinder kehilangan atom di sini atau atom di sana. Itu berarti manusia dapat mengkomunikasikan satuan massa ini, dalam hal ilmu mentah, ke alien ruang angkasa. Kilogram sekarang adalah kebenaran sederhana, sebuah ide yang dapat dibawa ke mana saja di alam semesta tanpa repot-repot membawa silinder.
Dan masih ... jadi apa? Secara praktis, kilogram baru itu berbobot, dalam beberapa bagian per miliar, persis seperti kilogram sebelumnya. Jika Anda menimbang 93 kilogram (204 pound) kemarin, Anda akan menimbang 93 kilogram hari ini dan besok. Hanya dalam beberapa aplikasi ilmiah sempit definisi baru akan membuat perbedaan.
Apa yang benar-benar menarik di sini bukanlah, secara praktis, cara sebagian besar dari kita menggunakan kilogram akan berubah. Betapa sulitnya untuk mendefinisikan satu satuan massa secara ketat.
Kekuatan fundamental lainnya telah lama dipahami dalam hal realitas fundamental. Waktu kedua? Suatu ketika, menurut Institut Nasional Standar dan Teknologi (NIST), itu didefinisikan dalam hal ayunan jam pendulum. Tetapi sekarang para ilmuwan memahami satu detik karena waktu yang dibutuhkan sebuah atom cesium 133 untuk melewati 9192.631.770 siklus melepaskan radiasi gelombang mikro. Satu meter? Itulah jarak yang ditempuh cahaya dalam 1/299.792.458 detik.
Tetapi massa tidak seperti itu. Kami biasanya mengukur kilogram dalam hal berat - berapa banyak benda ini ditekan dalam skala? Tapi itu pengukuran yang tergantung pada tempat Anda melakukan penimbangan yang sebenarnya. Silinder di Prancis itu akan jauh lebih sedikit beratnya jika Anda membawanya ke bulan, dan bahkan sedikit lebih sedikit atau sedikit lebih sedikit jika Anda membawanya ke bagian lain bumi.
Seperti yang dijelaskan NIST, kilogram baru ini didasarkan pada hubungan fundamental antara massa dan energi - hubungan yang dijabarkan sebagian dalam Einstein E = mc ^ 2, yang berarti energi sama dengan massa kali kecepatan cahaya kuadrat. Massa dapat dikonversi menjadi energi dan sebaliknya. Dan, dibandingkan dengan massa, energi lebih mudah untuk diukur dan didefinisikan dalam bentuk diskrit.
Itu berkat persamaan lain, bahkan lebih tua dari E = mc ^ 2. Fisikawan Max Planck menunjukkan pada tahun 1900 bahwa E = hv, menurut NIST. Dia menunjukkan bahwa, dalam skala yang cukup kecil, energi dapat naik dan turun, dan hanya dalam beberapa langkah. E = hv berarti energi sama dengan "v" - frekuensi beberapa partikel, seperti foton - dikalikan dengan "h" - angka 6.62607015 × 10 ^ minus34 yang juga dikenal sebagai konstanta Planck.
"v" dalam E = hv harus selalu berupa bilangan bulat, seperti 1, 2, 3 atau 6.492. Tidak ada pecahan atau desimal yang diizinkan. Jadi, energi pada dasarnya bersifat diskrit, naik dan turun dalam langkah "h" (6.62607015 × 10 ^ minus34).
Kilogram baru menyatukan E = mc ^ 2 dan E = hv. Hal itu memungkinkan para ilmuwan untuk mendefinisikan massa dalam bentuk konstanta Planck, fitur alam semesta yang tidak berubah. Koalisi internasional laboratorium sains berkumpul untuk membuat pengukuran konstanta Planck yang paling tepat, pasti hanya dalam beberapa bagian per miliar. Massa kilogram baru sesuai dengan energi 1,4755214 kali 10 ^ 40 foton yang berosilasi pada frekuensi yang sama dengan atom cesium 133 yang digunakan dalam jam atom.
Bukan hal termudah untuk tetap pada skala. Tapi, sebagai ide, ini jauh lebih portabel daripada silinder paduan platinum-iridium.
