il futuro della definizione dell`unita` di massa
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il futuro della definizione dell`unita` di massa
IL FUTURO DELLA DEFINIZIONE DELL’UNITA’ DI MASSA Walter Bich I.N.RI.M. L’attuale definizione dell’unità di massa é 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 eguale 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 intuibile facilmente, potrebbe cambiare nel tempo, trascinando con sé tutti i campioni di massa e dunque tutte le pesate che si effettuano quotidianamente. Il kilogrammo 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 un’ipotesi sia, invece, una realtà. Infatti, sembra assodato che il kilogrammo prototipo sia cambiato dall’epoca della sua definizione di circa 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 ad 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. Negli ultimi anni la situazione sta evolvendo e ci sono buone prospettive che la definizione possa essere cambiata. 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 Plank h e la costante di Avogadro NA. La prima è importantissima nella meccanica quantistica, la seconda esprime il numero di entità elementari, atomi e 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 ri-definizione del kilogrammo che farebbe dunque a meno del kilogrammo prototipo, ma si servirebbe delle leggi fisiche di cui si è fatta menzione. Rimangono alcune questioni da risolvere, ma si ha fiducia nella possibilità di arrivare alla nuova definizione nel 2011, in occasione della 24aConferenza Generale dei Pesi e delle Misure.