O quilograma está morto. Viva o 'novo' Quilograma!
O quilograma está morto. Viva o Quilograma!, agora uma nova medida de massa entre nós.
Publicado em: 18/11/2018 às 09h29Desde 1889, Le Grand K, um elegante cilindro de metal de platina-irídio, governou a partir de seu cofre subterrâneo em Paris. Um monarca absoluto, foi a própria definição de um quilo de massa. Cientistas de todo o mundo fizeram peregrinações a ele, trazendo consigo seus padrões nacionais de quilos para pesar em comparação.
“A nave-mãe nunca está errada”, disse Robert Vocke Jr., químico do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) em Gaithersburg, MD.
Não mais. Sexta-feira, em um pequeno centro de conferências localizado a poucos passos do Palácio de Versalhes, várias dúzias de nações votaram para derrubar Le Grand K e redefinir o quilograma e três outras unidades de medida padrão: o ampere, para corrente elétrica; o kelvin, para temperatura; e a toupeira, que descreve a quantidade de uma substância química. A votação cumpre um sonho do século XVIII. Doravante, todas as sete unidades do Sistema Internacional de Unidades, também conhecidas como SI, não serão mais definidas por objetos materiais e serão definidas apenas por constantes abstratas da natureza.
“Esse arco da história começou antes da Revolução Francesa e agora, acho que terminamos a jornada”, disse Stephan Schlamminger, físico do NIST. A “democratização das unidades”, ele disse, está completa agora.
O SI originou-se no final do século XVIII, com apenas o metro e o quilograma. A ideia era padronizar as unidades básicas de comércio e medição científica. Afinal, para um quilo de moedas de ouro ter valor universal, todos devem concordar com a definição exata de um quilo.
Em 1875, 17 nações haviam assinado o Tratado do Metro em Paris, que estabeleceu padrões internacionais para o metro e o quilograma. O metro foi definido como a distância entre dois arranhões em uma barra sagrada de metal de platina-irídio. O quilograma padrão era Le Grand K. Ambos os artefatos seriam armazenados a sete chaves no Escritório Internacional de Pesos e Medidas, com cópias distribuídas para vários países.
“As pessoas chamavam de ‘para todos os tempos, para todas as pessoas'”, disse o Dr. Schlamminger.
Mas não foi. Um objeto físico pode ser arranhado, lascado ou até mesmo destruído. Os cientistas começaram a sonhar com unidades de medida padrão que permaneceriam para sempre constantes – padrões com definições construídas a partir do tecido do universo.
O medidor alcançou essa estatura em 1983, quando foi redefinido em termos da velocidade universalmente constante da luz. Os cientistas estimaram a velocidade da luz durante séculos, mas só na década de 1970, após experimentos envolvendo lasers no vácuo, eles se fixaram em um número: exatamente 299.792.458 metros por segundo.
O metro foi definido em conformidade, como a distância percorrida por um feixe de luz em exatamente 1 / 299,792,458 de um segundo. (A segunda, outra unidade fundamental, foi definida desde 1967 como a quantidade de tempo que leva um átomo de césio-133 para vibrar 9.192.631.770 vezes). Na verdade, um medidor não precisava mais ser medido; agora poderia ser conjurado sob demanda – “realizado”, no jargão da metrologia.
O declínio do quilograma
Em 1990, os metrologistas descobriram que o Le Grand K misteriosamente se tornara mais leve que suas seis cópias oficiais em cerca de 50 microgramas. O padrão do quilograma estava em apuros, e a missão de redefinir assumiu um novo nível de urgência.
Ao longo dos anos, duas possibilidades se apresentaram: medir a massa exata de um quilograma em termos da força eletromagnética necessária para levantá-la, ou em termos do número específico de átomos em sua massa. Mas, como o medidor antes de 1983, nenhuma dessas idéias experimentais ligava o quilograma a uma constante fundamental.
Esse link apareceu na forma da chamada constante de Planck, que converte o comprimento de onda macroscópico da luz em energia de fótons individuais de luz. Somente experimentos altamente precisos poderiam fornecer um número agradável para a constante de Planck, abrindo caminho para uma nova definição do quilograma.
"Se você não pode fazer isso, sua definição é inútil", disse o Dr. Robinson.
Um método de redefinição do quilograma surgiu a partir de um esforço para melhor perceber o ampere, a medida padrão da corrente elétrica. Em 1975, Bryan Kibble, um físico do National Physical Laboratory (N.P.L.), em Londres, recebeu o trabalho nada invejável de melhorar um instrumento chamado de equilíbrio de amperagem. O dispositivo pode medir a corrente elétrica em termos de peso, mas apenas mal.
"Era um demônio trabalhar", disse Anne Kibble, aposentada do N.P.L. cientista e viúva do Dr. Kibble, que morreu em 2016.
"É realmente um milagre, porque eles são completamente diferentes", disse o Dr. Bettin, referindo-se aos dois experimentos. "Eles não têm nada em comum."
Anne Kibble disse sobre seu marido: “Acho que ele teria ficado muito, muito feliz que tudo tenha se concretizado, estou absolutamente convencido disso. Dominou a vida dele.
O voto de sexta-feira cimenta os valores das constantes de Planck e Avogadro e libera o quilograma de sua forma terrena. As quatro novas definições - para o quilograma, ampere, kelvin e mole - entrarão em vigor oficialmente após o Dia Mundial da Metrologia, no próximo dia 20 de maio. A transição só será sentida nas fronteiras da ciência e tecnologia; o mundo cotidiano não notará.
"Eles não devem notar, porque se o fizerem, não fizemos o nosso trabalho direito", disse o Dr. Robinson, do N.P.L.
O Le Grand K se juntará à sua contraparte, a barra de medição, nos arquivos de metrologia. O Dr. Bettin irá se aposentar no ano que vem. O Dr. Schlamminger voltou suas atenções para o grande G, a constante gravitacional universal.
"Se amamos medir as coisas", ele disse, "há toneladas de coisas que podem ser medidas".