Le kilogramme reçoit une nouvelle définition

Copie du Kilogramme principal
Légende de l’image Il existe désormais des divergences entre les copies du kilogramme et la version principale conservées dans un coffre français

Les scientifiques ont changé la façon dont le kilogramme est défini.

Actuellement, il est défini par le poids d’un lingot à base de platine appelé « Le Grand K » qui est enfermé dans un coffre-fort à Paris.

Vendredi, les chercheurs réunis à Versailles ont voté pour s’en débarrasser au profit de la définition d’un kilogramme en termes de courant électrique.

La décision a été prise lors de la Conférence Générale des Poids et mesures.

Mais certains scientifiques, tels que Perdi Williams du National Physical Laboratory au Royaume-Uni, ont exprimé des sentiments mitigés à propos du changement.

« Je ne suis pas sur ce projet depuis trop longtemps, mais je ressens un attachement étrange au kilogramme », a-t-elle déclaré.

« Je pense que c’est une chose tellement excitante et que c’est un très grand moment. Donc je suis un peu triste. Mais c’est un pas en avant important et le nouveau système va donc beaucoup mieux fonctionner. C’est aussi une période vraiment excitante, et j’ai hâte que cela se produise. »

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Pourquoi tuer le kilogramme?

Le Grand K est à l’avant-garde du système international de mesure des poids depuis 1889. Plusieurs répliques proches ont été réalisées et distribuées dans le monde entier.

Mais le kilogramme principal et ses copies ont été vus changer – toujours aussi légèrement – à mesure qu’ils se détérioraient.

Dans un monde où la mesure précise est maintenant essentielle dans de nombreux domaines, tels que le développement de médicaments, la nanotechnologie et l’ingénierie de précision, les responsables du maintien du système international n’avaient d’autre choix que d’aller au-delà du Grand K pour une définition plus robuste.

Conférence de Versailles
Légende de l’image Le changement a été approuvé lors de la Conférence Générale des Poids et mesures

À quel point Le Grand K est-il faux?

La fluctuation est d’environ 50 parties par milliard, moins que le poids d’un seul cil. Mais bien qu’il soit minuscule, le changement peut avoir des conséquences importantes. Une mesure électrique, selon le Dr Stuart Davidson, responsable de la métrologie de masse chez NPL, est plus stable, plus précise et plus égalitaire.

« Nous savons en comparant le kilogramme à Paris avec toutes les copies du kilogramme qui se trouvent partout dans le monde qu’il existe des divergences entre elles et Le Grand K lui-même », a-t-il déclaré.

« Ce n’est pas acceptable d’un point de vue scientifique. Donc, même si Le Grand K est adapté pour le moment, il ne le sera pas dans 100 ans. »

Graphique: Comment un électroaimant peut calculer le kilogramme

Comment fonctionne le nouveau système?

Les électroaimants génèrent une force. Les chantiers de ferraille les utilisent sur des grues pour soulever et déplacer de gros objets métalliques, tels que de vieilles voitures. La traction de l’électroaimant, la force qu’il exerce, est directement liée à la quantité de courant électrique traversant ses bobines. Il existe donc une relation directe entre l’électricité et le poids.

Ainsi, en principe, les scientifiques peuvent définir un kilogramme, ou tout autre poids, en termes de quantité d’électricité nécessaire pour contrer le poids (force gravitationnelle agissant sur une masse).

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Voici la partie délicate

Il y a une quantité qui relie le poids au courant électrique, appelée constante de Planck – du nom du physicien allemand Max Planck et désignée par le symbole h.

Mais h est un nombre incroyablement petit et pour le mesurer, le chercheur Bryan Kibble a construit un ensemble d’échelles très précis. La balance à croquettes, comme on l’a connue, a un électroaimant qui tire vers le bas d’un côté de la balance et un poids – disons un kilogramme – de l’autre.

Le courant électrique traversant l’électroaimant est augmenté jusqu’à ce que les deux côtés soient parfaitement équilibrés.

En mesurant le courant traversant l’électroaimant avec une précision incroyable, les chercheurs sont en mesure de calculer h avec une précision de 0,000001%.

Cette percée a ouvert la voie à la destitution de Le Grand K par « die kleine h ».

Applaudissements dans la salle
Légende de l’image Les scientifiques ont célébré le résultat du vote

Quels sont les avantages du nouveau système?

Toutes les quelques décennies, tous les kilogrammes de répliques dans le monde devaient être vérifiés contre Le Grand K. Le nouveau système, maintenant qu’il a été adopté, permettra à toute personne disposant d’une balance à croquettes de vérifier son poids à tout moment et n’importe où, selon le Dr Ian Robinson de NPL.

 » Ça fait vraiment du bien d’en être là. Je pense que c’est la bonne décision. Une fois que nous aurons fait cela, il sera stable dans un avenir prévisible « , a-t-il déclaré.

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