Senki se tudja pontosan, hogy a kilogramm prototípusa – a valaha volt legdédelgetettebb platina-iridium darab – miért könnyebb most, mint amikor a XIX. század végén előállították. “Ugyanúgy csak találgatni tudok, mint maga” – húzza alá Terry Quinn, a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatal (BIPM) nyugalmazott igazgatója a The New York Times tudósítójának az intézmény székhelyén, Párizs Sevres nevű elővárosában.
Ott őrzik a kilogrammot – azt a hiteles mintapéldányt, amelyhez világszerte a kilogrammot mérik – 1889 óta egy föld alatti helyiségben, amelybe három különböző embernél lévő három különböző kulcs segítségével lehet csak bejutni.
A változás, amelyre akkor derült fény, amikor az etalont összehasonlították hivatalos kópiáival, mindössze csak 50 mikrogramm, ami egy kisebb homokszem súlyának felel meg. Bármilyen csekély is azonban, jelzi, hogy az etalon többé nem látja el elsődleges feladatát, azt, hogy a bizonytalanságokkal teli világban az állandóság megtestesítője legyen. Sőt azt is jelenti – állítják a tudósok -, hogy ideje új módszert találni a kilogrammszámításra, amelynek ma a következő elbűvölően zavarba ejtő meghatározása érvényes: “az a tömeg, amely megegyezik a kilogramm nemzetközi etalonjának tömegével”.
“Az elképzelés az, hogy a leendő kilogrammot egy alapvető fizikai állandóval határozzák meg, nem pedig egy változékony tárggyal – fedi fel Peter J. Mohr, a marylandi Gaithersburgben működő amerikai Országos Szabványügyi és Technológiai Intézet elméleti fizikusa. – Olyasmire van szükségünk, ami nem változik, hogy stabil mértékegységrendszerünk legyen.”
Utolsó mohikán
A kilogramm az utolsó alapmértékegység, amelyet egy mesterségesen előállított tárgy fejez ki. (Unokatestvére, a méter nemzetközi etalonja 1960-ban vonult nyugalomba, amikor a tudósok újraértelmezték a métert. Később, 1983-ban újabb meghatározást alkottak, amely – azok kedvéért, akik esetleg szeretnének pontosan lemérni egy métert odahaza – így hangzik: “annak az útnak a hossza, amelyet a fény légüres térben, a másodper 1/299 792 458-ad része alatt megtesz”.
A tudósoknak hasonlóan merész terveik vannak a kilogrammal és néhány más alapvető mértékegységgel kapcsolatban is. Az októberben esedékes Súly- és Mértékügyi Általános Konferencián megvitatandó meghatározások között szerepel az amperé, a mólé és a kelviné.
“Ez lesz a mérésügy legnagyobb változása azóta, hogy a nagy francia forradalom idején bevezették a metrikus rendszert” – magyarázza Quinn.
Ez kétségtelenül nagyon izgalmas és forradalmi, de könnyebb beszélni róla, mint megcsinálni. A kilogramm javasolt új meghatározása a kvantumfizikusok által nagyon kedvelt, de még nem lehetséges legnagyobb pontossággal kifejezett, Planck-állandó néven ismert fizikai mennyiségen alapszik.
Világszerte fél tucat tudóscsoport dolgozik keményen azon, hogy a Planck-állandóra még elfogadható bizonytalansági szintű értelmezést adjon. “A feladat megoldása még 5-10 évet igényel, de lehet, hogy nem – latolgat Michael Kühne professzor, a mértékügyi hivatal igazgatója. – Mindenki azt reméli, hogy a kísérletek ragyogó eredményeket hoznak, de nekem nincs a kezemben csodatévő kristálygömb.”
Plátói ideál
Mindez nem azt jelenti, hogy a három üvegbúra alatt őrzött kilogramm etalon tekintélyét veszti. Amíg az új meghatározás meg nem születik, megmarad plátói ideálnak, amely olyan értékes, hogy elkészítése óta mindössze háromszor mozdították el a helyéről (hogy a másolatait ellenőrizzék vele), olyan egyedi, hogy a franciák csak Nagy K néven emlegetik, és annyira ikonszerű, hogy tudományos publikációkban egyszerűen csak egy gótikus K betűvel jelölik.
“Minden fogyatékossága ellenére a kilogrammot azért nem definiálták még újra, mert senki sem tudott jobbat találni nála” – mutat rá Kühne professzor, akinek az irodájában van egy másolat az etalonból. (Nála van a három, az etalonhoz való bejutást lehetővé tevő kulcs egyike is, amelyet egy külön széfben tart. A második kulcsot a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatal elnöke őrzi, a harmadik pedig a Francia Nemzeti Archívumban van.)
Az etalonnak mintegy száz másolata van világszerte. Ezeket időnként elviszik Sevres-be, hogy összehasonlítsák az eredetivel.
Ez bonyolult, kényes feladat.
Azóta a szörnyű eset óta, amikor egy vámos kirántotta dobozából az egyik nemzeti kilogrammot és az légszennyeződéssel teli ártalmas közegbe került – a vámos érintésétől rákerült szerves anyagról már nem is beszélve -, az érintett országoknak azt tanácsolják, hogy diplomáciai postába tegyék be ellenőrizni kívánt kilóikat. Nemrégiben Peter J. Mohrnak kellett kollégájával, David Newell-lel Sevres-be kísérnie az amerikai kilogrammot: ők egy hátizsák és egy hivatalos, a szabványügyi és technológiai intézet által kiadott, Ne Nyúljanak a Kilogrammunkhoz! szövegű hivatalos figyelmeztetés mellett döntöttek. Néhány kellemetlen pillanatot leszámítva sikerrel megoldották a feladatukat.
“Volt egy pillanat, amikor körülbelül tucatnyian álltak a repülőtéri csomagvizsgáló képernyője körül – meséli Mohr. – Ugyanis kilogramm-mintánk platinából készült, következésképpen a röntgensugarak nem hatolnak át rajta, úgyhogy nem lehet belelátni”
Más kilogrammok válnak nehezebbé
Annak, hogy az etalont előbb-utóbb elavultnak kell tekinteni, a legfőbb oka tautológiával felérő definíciója.
Mivel a kilogrammot úgy határozták meg, hogy az egyenlő az etalon tömegével, a definíció szempontjából lényegtelen, hogy az etalon veszít-e súlyából, vagy szabad idejében csokoládés fánkot falatozva felszed magára valamennyit: bármelyik eset következzen is be, attól még egy kilogramm marad. Mint Norma Desmond Billy Wilder Sunset Boulevard című filmjében, az etalon is nyugodtan állíthatja, hogy nem ő lett könnyebb, hanem más kilogrammok váltak nehezebbé. Tudósok szerint ez elméletileg lehetséges, de amúgy fölöttébb valószínűtlen
Az új meghatározás feladata, hogy feleslegessé tegye az ilyen kellemetlen szellemi gyakorlatokat. Ezzel együtt az ember egy kicsit szomorúan gondol a hosszú éveken át derekasan szolgáló etalon trónvesztésére, és arra, hogy dicsősége elmúltával valahol egy polcon fogja tölteni hátralévő napjait.
Quinn kevésbé szentimentálisan ítéli meg a jövőt.
“A régi kilogramm továbbra is létezni fog, de egy alapvető állandó mégiscsak biztosabb, mint egy tárolóban őrzött tárgy” – érvel.
