Combien pèse un kilogramme ?

Enfermée dans une chambre forte souterraine parisienne, se trouve une pièce très importante et précieuse en alliage de platine et d’iridium connue sous le nom de « Le Grand K. » Ce n’est pas une bague, ni un collier, et il n’a pas appartenu à quelqu’un de particulièrement célèbre. Il s’agit plutôt de la pièce de métal, créée dans les années 1880, qui constitue la définition actuelle du poids d’un kilogramme. De nombreuses copies de l’objet ont été fabriquées dans le monde entier, mais Le Grand K est Le Real McCoy.

Le problème, selon les derniers scientifiques du Sandia Lab, est que rattacher tout le système de mesure à un objet physique est intrinsèquement risqué. Que se passe-t-il si la barre est volée ou détruite ? Ou, plus vraisemblablement, si le métal lui-même perdait de sa masse ? Selon les scientifiques, l’officiel a perdu jusqu’à 50 microgrammes de masse. Comme l’a déclaré un mesureur à la BBC à la fin de l’année dernière :

Relativement à la moyenne de toutes les copies sœurs réalisées au cours des 100 dernières années, vous pourriez dire qu’il perd , mais par définition, ce n’est pas le cas », explique le Dr Richard Steiner du National
Institute of Standards and technology (NIST) aux États-Unis. « Donc les autres gagnent vraiment de la masse. »

L’énigme signifie que les jours du Grand K sont comptés, mais sans objet, comment les scientifiques vont-ils mesurer la quantité de masse connue sous le nom de kilogramme ? Découvrez les propositions concurrentes après le saut.

L’idéal serait de faire correspondre le kilogramme à des constantes physiques connues. Par exemple, le mètre est officiellement défini comme la longueur du chemin que parcourt la lumière dans le vide pendant 1/299 792 458 de seconde. Ce n’est pas exactement aussi soigné qu’un morceau de métal dans un coffre-fort parisien, mais c’est élégant dans son immuabilité.

En ce moment, il y a plusieurs propositions à l’étude par les spécialistes des poids et mesures :

• La proposition la plus ancienne consiste à utiliser une machine à balance à watt, qui mesure la force exacte nécessaire pour équilibrer une masse de 1 kilogramme contre l’attraction de la gravité terrestre. Le hic ici est d’obtenir une mesure suffisamment précise de la constante de Planck, et cela s’avère plus difficile que prévu.
• Comme présenté dans WIRED 15.09, des scientifiques australiens construisent une boule de silicium ultrapure qui devrait contenir 215 x 1023 atomes, et serait désormais la nouvelle définition d’un kg.
• Un professeur de Georgia Tech a proposé que le kilogramme soit défini comme 18 x 14074481^3 atomes de carbone-12, mais le carbone est apparemment un peu passé de mode dans la communauté des physiciens.

La controverse sur le kilogramme, et la longue carrière du Grand K, pourraient toutes deux prendre fin en 2011, lorsque l’organisme régissant le système métrique se penchera sur la redéfinition du kilo.

Voir aussi sur Wired :

Des scientifiques australiens coupent, rectifient et polissent le kilogramme parfait
Le kilogramme pose un problème de poids

Contexte :

Les scientifiques luttent pour que le kilogramme redevienne correct (NYT)
Bureau international des poids et mesures (organisme de réglementation des poids et mesures)

Image : Avec l’aimable autorisation de Sandia Labs, Randy Montoya… Quelques-uns des enfants de Le Grand K

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