Dossier

A Torino la misura è di casa

La spinosa "questione" del kilogrammo

Di seguito un intervento chiaro ed esaustivo del dottor Walter Bich, ricercatore dell’I.N.RI.M. (fonte: «Il linguaggio delle misure», cd a cura di Anita Calcatelli, ed. 2006).

ridefinizione kilogrammo «L'attuale definizione dell'unità di massa è ancora quella stabilita dalla terza Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure del 1901, secondo la quale: “L'unità di massa è il kilogrammo. Esso è uguale alla massa del prototipo internazionale del kilogrammo”.

Secondo questa definizione, dunque, l'unità è indissolubilmente legata alla massa di un oggetto materiale. Questa, come è facilmente intuibile, potrebbe cambiare nel tempo, trascinando con sé tutti i campioni di massa, e dunque tutte le pesate che si effettuano quotidianamente. Il kilogrammo d'oro di oggi potrebbe essere diverso da quello di ieri, o di domani. Quel che è peggio, ci sono indizi fondati che quella che potrebbe essere solo un'ipotesi sia invece realtà.

Infatti, sembra assodato che il kilogrammo-prototipo sia cambiato dall'epoca della sua definizione di qualcosa come 50 μg (miliardesimi di kilogrammo). Poca cosa, si dirà, ed in effetti è così, anche se la variazione, per quanto piccola e trascurabile nelle applicazioni pratiche, non lo è in quelle scientifiche. E poi c'è una questione di principio: non è rassicurante che la definizione di un'unità, per giunta importante come quella della massa, sia legata a un prodotto umano, mutevole e caduco. Per esempio, la coeva definizione del metro, analoga a quella del kilogrammo, è già cambiata due volte, con un guadagno incommensurabile in termini di affidabilità e accuratezza.

Il problema è che, nonostante gli sforzi degli scienziati, il kilogrammo ha finora resistito ai tentativi di migliorarne la definizione. La situazione negli ultimi anni però è cambiata, e ci sono buone prospettive che la definizione possa essere perfezionata. Vediamo come.

Negli anni passati gli scienziati hanno intrapreso due filoni di ricerca volti a migliorare la conoscenza di due costanti fondamentali della natura, ovvero la costante di Planck (h) e la costante di Avogadro (NA). La prima è importantissima nella meccanica quantistica, la seconda esprime il numero di entità elementari, atomi o molecole, presenti in una mole di sostanza. Entrambe queste costanti sono legate alla massa attraverso un certo numero di leggi fisiche. Ebbene, i valori di queste costanti sono ormai noti sufficientemente bene da poter essere adottati come base per una ridefinizione del kilogrammo, che farebbe dunque a meno del kilogrammo-prototipo, ma si servirebbe delle leggi fisiche menzionate.

Rimangono alcune questioni da risolvere, ma si ha fiducia nella possibilità di arrivare alla nuova definizione nel 2011, in occasione della 24ª Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure».

Note:

In Italia il campione nazionale è la «copia n° 62» del kilogrammo-prototipo internazionale conservato presso il BIPM. La massa del campione nazionale (depositato presso l’I.N.RI.M), determinata per confronto con il prototipo internazionale, è pari a 0,999 999 051 kg.

Nel nostro Paese sono conservate anche altre copie, tra cui la «n° 5» costruita nel 1890, custodita presso l’Ufficio Centrale Metrico del Ministero dell’Industria, del commercio e dell’artigianato ed è alla base della metrologia legale. La massa di tali copie, così come quella dei «campioni di lavoro» in acciaio inossidabile o leghe speciali (costruiti dall’I.N.RI.M e ivi conservati) è confrontata periodicamente con quella del campione nazionale.

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