Kütlenin Tanımı Değişti!

130 yıldan fazla süredir Uluslararası Birim Sistemi (SI) içinde kullandığımız kütle ve buna bağlı üç diğer ölçü biriminin tanımı değişti. Detaylar haberimizde.

A- A+

04.12.2018 tarihli yazı 11528 kez okunmuştur.

Kütle Nedir?

Şimdiye kadar kütle tanımı olarak kullanılan kilogram; 1889 yılında %90’ı platinyum %10’u ise iridyumdan yapılmış bir cisimden ibarettir. Paris’te bulunan bir binada oldukça korunaklı bir biçimde muhafaza edilen referans kilogramın 40 adet kopyası belirli ülkelere dağıtılmış durumdadır.

►İlginizi Çekebilir: Gizemli Parçacık Nötrino

Türkiye’deki kopya Tübitak Ulusal Metroloji Enstitüsü içerisinde yer almaktadır. Bu kopyalar kırk yılda bir orijinal kilogram ile karşılıklı kontrol için Paris’e gönderilmektedir. Kütlenin tanımında yapılacak değişiklik aynı zamanda Kelvin, Amper ve Mol tanımlarının da değişmesine neden olacaktır.

Neden Değişime İhtiyaç Duyuldu?

Ülkelerin sahip olduğu ve kullandığımız bu referans kilogram ve kopyaların kontrolleri sırasında, zaman içerisinde aşınmaya bağlı olarak değişiklik gösterdikleri belirlendi. Belirlenen bu miktar 50 μg kadar bir değişime karşılık geliyordu. Bu değer ilk bakışta oldukça küçük, fark edilemeyecek kadar önemsiz gibi gözükse de bilim ve mühendislik dünyasındaki çalışmalar göz önüne alındığında oldukça önemli bir miktardır.

►İlginizi Çekebilir: Ölçü Birimleri ve Mucitleri

Her gün kullandığımız cep telefonlarında, tabletlerde, bilgisayarlarımızdaki işlemci teknolojilerinde, nanorobot çalışmalarında ve özellikle de son derece hassas bir çalışma gerektiren uzay elektroniği ve yörünge hesapları gibi noktalarda bu derece küçük ölçülere oldukça sık rastlanmakta. Dolayısıyla denkleme giren her değişkenin son derece önem arz ettiği düşünülürse, değişken bir “sabit” kabul edilemez olabiliyor. Tüm bunların bir sonucu olarak bilim insanları kütlenin tanımını bir “cisim” dışında sabite bağlamayı düşündüler.

Paris’te bulunan Uluslararası Teknoloji ve Standartlar Enstitüsü (NIST) bünyesinde Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı’nda Türkiye dahil altmış ülkeden gelen temsilcilerin oylamaları ile 16 Kasım 2018 tarihinde bu tanımın değiştirilmesine karar verildi.

Yeni Tanım ve Yöntem

Yeni kütle tanımının Planck sabitine bağlanmasına karar verildi. Planck sabiti kısaca ; ışık fotonlarının enerjileri ve onların frekansları arasındaki sabit bir orandır. Bu tanım üzerindeki çalışmaların sonlanmasının ardından 20 Mayıs 2019 tarihi itibariyle tüm dünyada yeni tanıma geçiş sağlanacak.

Eski kütle tanımı, dünyanın yerçekimsel kuvvetine bağlı bir ölçüm ve kalibrasyon yöntemi içermekteydi. Planck sabitli yeni tanımda ise elektriksel akım ve voltaja bağlı yeni bir elektromanyetik ölçüm ve kalibrasyon sistemi içermekte.

Kıbble Balansı

Tasarlanan Kibble Balans cihazı ile yapılacak bu kalibrasyon işlemlerinde yeterli hata seviyesinin altına ulaşılabilen laboratuvarlar da kendi kalibrasyonlarını yapabilecekler. Yani yeni tanımda doğrulama ve ölçme işlemleri için Paris’e veya herhangi başka bir yere numune göndermek gerekmeyecek.

Türkiye Bu Sürecin Neresinde?

Ülkemizde hali hazırda çalışmaları devam eden Kibble Balans prototipi ile geçtiğimiz aylarda 3x10^-7bağıl belirsizliğe (hata seviyesi) ulaşılabildi. Ancak bu değer uluslararası geçerlilik için yeterli değil. Devam eden çalışmalarda 2x10^-8 belirsizliğe ulaşılması halinde kendi laboratuvarlarımızda uluslararası standartlarda ölçümleri yapabilmemizin yanı sıra bu sisteme sahip olmayan diğer ülkelere de hizmet verebileceğiz.

TUBİTAK kıbble balansı çalışması

Dijitalleşmenin ve uzaya teknolojisinin hiç olmadığı kadar hızlandığı bu yıllarda böyle bir değişim ihtiyacının doğması elbette kaçınılmazdı. Son derece hassas ve önemli hesaplamalar ile ilerleyen mühendislik çalışmalarında artık yeni bir dönem bizleri bekliyor.

Yazar: Bedirhan Şen

Kaynak:

►National Institute of Standarts and Technology, Ulusal Metroloji Enstitüsü