เป็นเวลาเกือบ 150 ปีน้ำหนักอย่างเป็นทางการของกิโลกรัมถูกกำหนดโดยทรงกระบอกทองคำขาวแวววาวที่ถูกขังอยู่ในห้องนิรภัยของฝรั่งเศส
กิโลกรัมเช่นมิเตอร์และหน่วยที่สองเป็นหนึ่งในเจ็ดหน่วยพื้นฐานของการวัด (หรือที่เรียกว่า International System of Units หรือระบบเมตริกเรียกสั้น ๆ ว่า "SI") เหล่านี้ถูกกรงเล็บครั้งแรกใน1875 สนธิสัญญาของมิเตอร์ในตอนนั้นวิธีที่ดีที่สุดในการตกลงน้ำหนักของกิโลกรัมคือการปลอมโลหะก้อนเดียวและเรียกมันว่า "Le Grand K. " และเป็นเวลากว่าหนึ่งศตวรรษที่เครื่องชั่งทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมดได้รับการปรับเทียบกลับไปที่จุดอ้างอิงทางกายภาพจุดเดียว (พร้อมสำเนาที่เก็บไว้ในหลายสิบประเทศ)
แต่แม้กระทั่งวัตถุที่เป็นของแข็งก็สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลา เมื่อชั่งน้ำหนัก Le Grand K ในช่วงทศวรรษที่ 1980 เครื่องชั่งน้ำหนักทางวิทยาศาสตร์ที่มีความแม่นยำสูงจะต้องมีการปรับเทียบใหม่ทั้งหมด (ไม่ใช่เครื่องชั่งในห้องน้ำของคุณ) นั่นคือสิ่งที่เด็กเนิร์ดเรียกว่าความเจ็บปวดที่แท้จริงในมวล
โชคดีที่ทีมนักมาตรวิทยาอยู่ในกรณีนี้ (มาตรวิทยาเป็นศาสตร์ของการชั่งน้ำหนักและการวัด) ค้นหาค่าคงที่สากลที่จะสร้างค่าคงที่สำหรับกิโลกรัมที่เป็นจริงในตอนนี้และในอีกล้านปีต่อจากนี้
พวกเขาได้พบการแก้ไขทางฟิสิกส์เช่นนี้เป็นครั้งที่สองแล้วซึ่งได้รับการนิยามใหม่ในปี 2510 จากวันที่ 1 / 86,400 ของวันไปสู่สิ่งที่สับสนมากขึ้น แต่คงที่ ใช้เวลา 9,192,631,770 การสั่นของลำแสงไมโครเวฟพิเศษเพื่อกระตุ้นอะตอมของไอโซโทปซีเซียม -133 ให้อยู่ในระดับพลังงานที่สูงขึ้น เนื่องจากตัวเลขนั้นจะไม่มีวันเปลี่ยนแปลง (ไม่เหมือนกับความยาวของวัน) นั่นคือวินาทีใหม่ของคุณ!
เหมือนกันสำหรับมิเตอร์ แทนที่จะถูกกำหนดให้เป็นความยาวของเสาโลหะเดี่ยวที่มีความยาว 1 เมตรซึ่งปลอมแปลงย้อนกลับไปในปีพ. ศ. 2432 ได้มีการนิยามใหม่ในปีพ. ศ. 2526 เนื่องจากแสงระยะทางเดินทางในสุญญากาศใน 1 / 299,792,458 วินาที
จนกระทั่งในปี 2560 นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานที่สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (NIST) และหน่วยงานที่คล้ายคลึงกันทั่วโลกได้ตกลงค่าคงที่สากลสำหรับกิโลกรัม ความสำเร็จนี้ต้องใช้ในการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์ที่อันตรายที่สุดในศตวรรษที่ผ่านมาโดยคิดเป็นค่าตัวเลขสำหรับค่าคงที่ของพลังค์
Without getting too technical (you can do that here), physicist Max Planck proved in 1900 that matter releases energy in discrete chunks called "quanta." His equation for measuring those packets of energy included a constant called h, hitherto known as Planck's constant. Thanks to Einstein, we know that energy and mass are mathematically related, so physicists figured out that Planck's constant (which is a fixed unit of energy) could yield the world's most accurate measurement of mass.
Calculating the exact value of Planck's constant took decades and some serious technological innovation (specifically a nifty device called a Kibble Balance), but now even distracted kindergarteners know that Planck's constant is 6.626070150 × 10-34 kg⋅m2/s. I mean, duh.
In mid-November, at the annual meeting of the International Bureau of Weights and Measures (BIPM) in Versailles, France, representatives from more than 60 countries voted to approve a new and everlasting definition of the kilogram as calculated by the Planck constant. No more hunk of metal — the kilogram's mass is now tied to Planck's constant. New definitions were also announced for SI units the ampere (electrical current), the kelvin (temperature) and the mole (number of molecules or atoms in an element). These new definitions took effect on May 20, 2019.
The original platinum kilogram prototype will remain in that underground French vault, while countless generations of scientists make life-changing discoveries using the kilogram 2.0.
Now That's Cool
Jon Pratt, one of the chief metrologists at NIST, got a tattoo of the Planck constant to celebrate the 2017 achievement.
