Kugla od točno 1 kg - prodali je za milijun eura
Nije riječ o nikakvim plemenitim metalima ili bilo čemu sličnom. Kugla koju je njemački Fizikalno-tehničkih državni ured (PTB) za točno milijun eura prodao kupcima na Tajvanu takvu je astronomsku cijenu postigla iz prostog razloga zato što je mase točno jedan kilogram.
A pritom je od silicija. Kvaka je u tome što, kad se kaže točno jedan kilogram, pritom se misli na kilogram u smislu krajnjih granica točnosti apsolutno najmodernijih uređaja za mjerenje, drugim riječima, pritom se misli na točnost pri kojoj više nije baš sasvim svejedno sadrži li kugla koji atom ili koju molekulu više ili manje.
DPA navodi da je riječ o silicijskoj kugli promjera oko 9,4 centimetra, a još prije dvije godine čak je i Vlada SR Njemačke na svojim stranicama opširno pisala o Projektu Avogadro kojim se namjerava smisliti i provesti novo definiranje jednog kilograma kao jedne od sedam jediničnih mjera SI-sustava. Donedavno je kao pramjera za masu vrijedio uteg sačinjen od platine i iridija koji je od 1889. pohranjen u Međunarodnom uredu za utege i mjere u Sevresu kod Pariza.
Metalni cilindar tamo je još uvijek, zaklonjen od vanjskog utjecaja trima staklenim zvonima, ali je problem u tome što je vremenom, unatoč tome što ga nitko nije smio dirati, stao gubiti na masi.
Tri su moguća razloga za to; da se materijal nešto malo istrošio uslijed povremenih čišćenja, da je na površini došlo do nekakve kemijske reakcije, možda kakve oksidacije u nano-razmjerima, ili da se iz metalnog cilindra proizvedenog prije 129 godina vremenom oslobodila i iscurila nekakva sićušna količina plina koji se uspio zavući negdje duboko unutar atomske rešetke platine i iridija.
Tako je jedankilogramski uteg u Parizu tijekom 129 godina izgubio 50 milijuntih dijelova grama, a to se nije smjelo tolerirati. Trebalo je izraditi novu pramjeru. I to ovaj put znanstvenici nastoje izići na kraj s time da svih sedam osnovnih vrijednosti iz SI-sustava mogu izražavati preko prirodnih konstanti.
Evo u čemu je riječ. Primjerice vrijeme, odnosno pramjera za jednu sekundu. U karikiranom ekstremnom primjeru, u kojem bi iz nekog razloga otkazali ili bili uništeni svi satovi na svijetu, nastao bi potpuni kolaps tehnološkog dijela civilizacije; vlakovi, kompjutori, mobiteli, avionski, cestovni promet... Za popraviti štetu čovječanstvo bi moralo ponovno naštimati sve uređaje za mjerenje vremena, samo... više nitko ne bi znao koliko točno traje jedna sekunda ako ne bi imao uzorak za uspoređivanje.
S uzorkom, kaos bi trajao vrlo kratko. Zato su se ljudi dogovorili ovako: "Sekunda je trajanje od 9,192.631.770 perioda zračenja koje odgovara prijelazu između dviju hiperfinih razina osnovnog stanja atoma cezija-133 (133Cs) na temperaturi od 0 K." Prevedimo to na hrvatski jezik s placa, pa recimo samo da je sekunda definirana kao vrijeme u kojem se atomu cezija zračenje promijeni 9,192.631.770 puta.
Pa ako bi čovječanstvo iz nekog razloga izgubilo trajanje sekunde, ili bi netko htio tvrditi nešto drugo, samo bi trebalo zaviriti u enciklopediju i potom izbrojati toliko i toliko milijardi tih promjena atoma cezija. Za jedan kilogram znanstvenici su odlučili da će izbrojati koliko ima atoma u kugli sačinjenoj od apsolutno čistog silicija, a to je značilo da unutra ne smije biti nikakvih drugih atoma osim silicija, pa čak niti bilo kakvih silicijevih izotopa.
Za to su znanstvenici morali izraditi savršenu kristalnu kuglu, savršeno jednake mase jednom kilogramu, a to je potrajalo lijepi niz godina. I nitko za to nije bio pozvaniji od, kad je riječ o Njemačkoj, instituta za mjere koji odranije, primjerice, kod sebe čuva atomski sat s točnošću od 20 milijarditih dijelova sekunde. Riječ je o takvom institutu kojem je praktično tričarija od točnosti izmjeriti nešto poput zupčanika vjetroturbina na Sjevernom moru promjera dva metra koje ne smiju odstupati više od jedne tisućinke milimetra.
Za napraviti savršenu kuglu nije dolazilo u obzir ništa manje od laserskog interferometra posebno konstruiranog 1996. kako bi bio u stanju tako da bude u stanju savršeno izmjeriti savršenu kuglu i njen promjer. Promjer zapravo iznosi oko 93,6 milimetara. Materijal od kojeg je kugla načinjena jedan je jedini kristal, čistoće 99,9995 posto silicija 28. Broj atoma unutar kugle zapravo je jednak mnoštvu kvadrilijuna, ako će nekome što značiti točan broj to bi bilo 6.02214084(18) × 1023.
O kakvom je nevjerojatnom pothvatu riječ i zašto je na kraju jedna jedina kugla od njih nekoliko koliko su ih proizveli, koštala jedan milijun eura, svjedoči to što je samo proizvodnja 6 kilograma ovako čistog silikona koštala 1,6 milijuna eura. Da bi potom slijedilo sve ostalo vezano uz kristalizaciju, mjerenje, oblikovanje, čuvanje...