O quilograma, a unidade básica de massa no Sistema Internacional de Unidades (SI), é atualmente definido como a massa do protótipo internacional de quilograma (IPK), que é um bloco cilíndrico de platina e irídio, que foi fabricado na década de 1880, juntamente com várias cópias oficiais.
Na década de 1950, o Instituto Internacional de Pesos e Medidas (BIPM), na França, que mantém o IPK e suas cópias, descobriu que a massa do IPK vem divergindo em relação à massa de seus exemplares. Esta descoberta deu início ao esforço de redefinir o quilograma em termos de constantes baseadas em propriedades físicas fundamentais ao invés de um objeto feito pelo homem.
Em outubro de 2010, o Comitê Internacional de Pesos e Medidas (CIPM) elaborou uma proposta para definir o quilograma com base na constante de Planck, uma constante em mecânica quântica. No entanto, primeiro há de ser feito um trabalho para encontrar um valor mais preciso da constante de Planck.
“Um consenso internacional foi alcançado, que no futuro próximo, o quilograma será redefinido, baseado num valor fixo da constante de Planck”, disse o Dr. Michael Stock, do BIPM, num comunicado de imprensa.
“Nossos experimentos estão progredindo, no entanto, ainda é muito cedo para implementar a nova definição do quilograma neste momento. Especialistas em metrologia de massa recomendam que até que haja consenso nos resultados dos experimentos que estão sendo executados em laboratórios de todo o mundo, uma nova definição do quilograma com base na constante de Planck não será implementada.”
Uma maneira de determinar um valor mais preciso da constante de Planck depende, por sua vez, de outro número, conhecido como constante de Avogadro. Num artigo publicado na revista Physical Review Letters, pesquisadores detalham como eles determinaram a constante de Avogadro com “uma precisão nunca antes vista na história”.
A equipe, que incluiu pesquisadores da Alemanha, Japão, Austrália, Suíça, Estados Unidos, Itália, França e Bélgica, começou a fabricar um cristal de 5 kg de elevada pureza de silício-28 em 2004. A partir daí, eles foram capazes de cortar duas esferas de 1 kg. O objetivo foi o de “contar” o número de átomos de silício numa esfera, com o resultado equivalendo à constante de Avogadro.
Os pesquisadores foram capazes de calcular o número de Avogadro com um nível de incerteza relativa de 0,00000003, significando que o cálculo é “o dado de entrada mais preciso para uma nova definição do quilograma”, de acordo com o jornal.
No entanto, a equipe deve atingir um nível de incerteza relativa de 0,00000002 antes que o padrão atual de utilização do IPK possa ser substituído.
“Um acordo entre as diferentes concepções ainda não é o suficiente para que o protótipo do quilograma [de platina-irídio] seja aposentado, mas considerando as habilidades já desenvolvidas e as melhorias pretendidas, parece ser realista que a medida de incerteza relativa buscada possa ser alcançada no futuro previsível”, concluíram os autores.
O quilograma é a única unidade básica do SI que ainda é definido baseado num artefato, em vez de uma constante fundamental da natureza. Segundo o website do BIPM, as variações relativas de massa do IPK e as futuras alterações na definição do quilograma “só serão práticos para a comunidade de massa” e não terão efeitos sobre a vida do dia-a-dia.
