Kolik váží kilo? Změna definice byla snem desítky let, říká český metrolog

Zásadní je, aby nová definice byla minimálně nepatrně přesnější než stávající. Takovou se v případě kilogramu, který dosud zůstával poslední jednotkou definovanou podle hmotného předmětu, dlouho nedařilo najít. "I do současného nápadu se zafixováním Planckovy konstanty se posledních 15 let dalo mnoho peněz na řadu realizací, mnoho jich na potřebnou přesnost nedosáhlo. Už na Generální konferenci pro míry a váhy ve Versailles v roce 2014 byla snaha definici přijmout, ale nepanovalo všeobecné přesvědčení, že nová realizace bude přesnější," řekl Tesař.

Podle něj v případě změny definice kilogramu existují i alternativní řešení vůči Planckově konstantě, někteří vědci například preferují možnost odvozovat hmotnost z Avogadrovy konstanty. Nad principem zafixování základních jednotek soustavy SI na fyzikální konstanty ale podle Tesaře panuje stoprocentní shoda.

⁦wow. This is heavy. 1 kilogram to be exact. Planck’s constant. #BIPM ??‍♂️@sarahkaplan48⁩ ⁦ https://t.co/VQfLGNJPTu

Dosavadní etalon kilogramu ze slitiny platiny a iridia postupně ztrácel hmotnost vlivem povrchových procesů, používání či údržby. Za více než sto let se jeho hmotnost snížila přibližně o 50 mikrogramů. "Současná definice byla limitující například pro některá specifická měření v oblasti elektrotechniky, kde jsou některé veličiny na hmotnost navázány. Obcházelo se to zavedením pomocných konvenčních hodnot, takže jsme sice všichni měřili nepřesně, ale aspoň stejně. Jednotnost měření byla vyšší než přesnost. To se změnou definice odstranilo," řekl Tesař.

Běžný uživatel v oblasti průmyslu, ekonomiky, obchodu nebo domácnosti by podle něj změnu zaznamenat neměl. "Pozná až sekundárně po čase, že redefinice umožní rozvoj nových technologií nebo zpřesnění některých měření. Příkladem může být soustava na určování polohy GPS v elektrotechnice," poznamenal.

Samotná redefinice nepředepisuje realizaci změny. "Nechává se na národních institutech, jakým způsobem realizaci provedou. V případě hmotnosti se nabízí provedení pomocí wattových (Kibblových) vah, která umožní velmi přesně z Planckovy konstanty odvodit jednotku kilogramu. Existují ale i alternativní způsoby, například evropský projekt, který se snaží o realizaci kilogramu pomocí tzv. křemíkových koulí," řekl Tesař.

Existence různých realizací podle něj umožní zpřesnění do budoucna. "Je to dynamicky se rozvíjející obor, který se snaží přicházet s novou realizací nejen základních, ale i odvozených jednotek SI.

Nově můžete i například tlak definovat nikoli pomocí kilogramu, sekundy a metru, ale přímo z fyzikálních konstant. Kvantová realizace jednotky tlaku bude mít v případě úspěchu výrazný přínos pro průmyslové aplikace či pro mezinárodní obchod, například v oblasti zemního plynu," doplnil.

Nové definice se dnes dočkal i kelvin (jednotka termodynamické teploty), ampér (jednotka elektrického proudu) a mol (jednotka látkového množství). Definice vstoupí v platnost 20. května 2019, na Světový den metrologie. Kopie fyzického prototypu kilogramu, kterou má Český metrologický institut v Brně, bude využívána pro kontrolu. "Nepředpokládáme, že by v nejbližších 10 či 20 letech bylo její místo někde v muzeu, bude pořád v laboratoři," řekl Tesař.