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martedì 31 ottobre 2017

A física moderna mudará o Sistema Internacional de Unidades de Medição



O mundo da física também envelhece.
Assim, após 129 anos, o quilograma será aposentado, ou melhor, vestirá uma nova definição.
Entre o final de 2018 e o final de 2019, o mundo provavelmente experimentará uma revolução silenciosa que talvez ninguém a perceba. O quilograma não será mais o mesmo, e com ele, outras medidas fundamentais também estão se preparando para se renovar.
Foi decidido pelo Instituto Internacional de Pesos e Medidas, reunido em Paris, ficando programado para novembro de 2018, o inicio para redefinir as medidas atuais, que serão baseadas em constantes físicas, em vez de definições abstratas.

O que significa "um quilograma"?
Existe apenas um objeto no universo que pesa exatamente 1 kg. Este é o quilo de amostra, ou PIK (protótipo internacional de quilograma. Em francês, prototype international du kilogramme - ou Grand K), mantido no Pavilhão Bréteuil em Saint-Cloud, perto de Sèvres, nos arredores de Paris.

O protótipo é um cilindro quadrado de 3.917 cm de altura, constituído por 90% de platina e 10% de irídio, armazenado em um sino de vidro contido dentro de um segundo sino, que é então protegido por um terceiro. O grande K sai da sua câmara de atmosfera controlada apenas uma vez a cada 50 anos, quando vem comparado com cópias de alta precisão, destinadas aos laboratórios de metrologia em todo o mundo.

 
A massa de amostra de 1 kg, atualmente armazenada no Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, EUA. 

O quilograma, unidade fundamental de massa no SI, é definido como "a massa do protótipo internacional do quilograma". Atenção, massa e peso não são a mesma coisa. Mesmo na Estação Espacial Internacional, em ausência aparente de peso, a massa é medida em quilogramas. Não com uma balança normal, mas com uma balança inercial.

A palavra kilograma, indicada como unidade de medida da massa, faz com que todos entendam a mesma coisa, quando dizem: 1 quilograma. Mas, em alguns anos, todos, mesmo aqueles que não têm uma idéia, entenderão algo muito diferente quando disserem: "1 kg, por favor".

O objetivo é substituir os sistemas existentes que definem as quatro unidades com constantes físicas universais e reprodutíveis por todos, a fim de tornar a medida precisa acessível aos laboratórios em todo o mundo, com implicações não só para a pesquisa, mas também para a indústria.

É importante porque algumas definições, especialmente a do quilograma, são baseadas em artefatos materiais, e não em constantes físicas, e não são confiáveis em escalas de tempo muito longa, como comentou Giovanni Mana, pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisa Metrológica que contribuiu para a redefinição do quilograma.

Medições universais
Os cientistas deram um passo fundamental para uma nova e melhor definição do quilograma, graças à medida de uma grandeza física fundamental, a constante de Planck, conforme indicado pela física com a letra h, que correlaciona a freqüência de um fóton - a partícula da qual a luz é formada - com sua energia e que desempenha um papel fundamental em toda a teoria da mecânica quântica. Será a maior redefinição da unidade de medida internacional, desde a sua fundação.

A melhor medida da constante Planck, atualmente disponível, foi obtida pelo Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá, com uma incerteza de 19 partes por bilhão. Além disso, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA (NIST) recentemente fez uma medida da constante de Planck compatível com a do Canadá, com uma incerteza de 34 partes por bilhão e planeja fazer ainda melhor.

Outras medidas fundamentais também estão sendo preparadas para se renovarem
Além do cilindro retido em Paris, também entrarão no sótão o experimento imaginário que definia os amperes, medindo a corrente elétrica em dois condutores de comprimento infinito. Ele será substituído por medidas baseadas na carga de um elétron. Uma esfera de silício puro estará na base da redefinição do mol, até agora baseado no número de átomos presentes em 12 gramas de carbono 12. Finalmente, kelvin, referente à temperatura e pressão em que coexistem água líquida, gelo e vapor, será reformulado de acordo com a constante de Boltzmann, que estabelece uma conexão entre energia e temperatura.

Atenção: Para aqueles que querem perder peso, não pensem que, após a mudança, a balança será mais amigável; e que pela manhã você pode subir e ordenar à balança para lhe fazer mais magro. Também para aqueles que levantam pesos, na prática não mudarão nada.
Então, as novas unidades serão baseadas na compreensão moderna que temos da física, incluindo leis da mecânica quântica e a teoria da relatividade de Einstein. A única coisa que poderia ameaçar as novas definições do sistema de medidas seria a constatação de que as constantes da natureza – como velocidade da luz e constante de Planck – realmente variam ao longo do Universo. Ainda assim, por enquanto, as forças fundamentais dentro do Universo serão constantes e imutáveis.
Fonte:

http://www.repubblica.it/scienze/2016/07/03/news/il_chilogrammo_andra_in_pensione_dopo_129_anni_arriva_una_nuova_definizione-143343893/

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