Uno sguardo al nuovo SI

[DirtyDeeds]

E' da alcuni anni, ormai, che la comunità metrologica discute di una possibile "major revision" del Sistema Internazionale d'Unità (SI). Questa revisione avrebbe lo scopo di migliorare la riproducibilità delle unità di misura mandando in pensione il prototipo internazionale del chilogrammo che dal 1889 costituisce l'unità di massa.

Le nuove definizioni delle unità saranno costruite in modo da fissare i valori di un certo numero di costanti fondamentali: la frequenza della transizione iperfine dello stato fondamentale dell'atomo di cesio 133 (già fissata dall'attuale SI), la velocità della luce (già fissata dall'attuale SI), la costante di Planck , la carica elementare , la costante di Boltzmann e la costante di Avogadro (queste ultime tutte misurate nell'attuale SI).

Per chi volesse dare uno sguardo all'SI del futuro, qui si trova una bozza della prossima possibile SI brochure e qui ci sono alcune informazioni sulle motivazioni che hanno portato a proporre tali modifiche.

La modifica non dovrebbe essere imminente, probabilmente ci vorrà ancora qualche anno, ma poi non dite che non vi ho avvisato in tempo

[Pepito]

Beh, indubbiamente il fatto di far dipendere il kg non più da un campione fisico ma da fenomeni naturali permette di replicare il campione praticamente ovunque, con indiscutibili vantaggi.
ciao

PSQ

[Candy]

Allora, quando avrai più tempo, potrai scrivere un articolo in modo da poter permettere la lettura e la comprensione anche a chi "fatto" scuole di tipo "basso".

[Pepito]

Allora, quando avrai più tempo, potrai scrivere un articolo in modo da poter permettere la lettura e la comprensione anche a chi "fatto" scuole di tipo "basso".

Mah, guarda, le mie scuole erano alte se non altro perché il LaDiSpe era all'ultimo piano dell'edificio nell'ormai compianta Seconda Facoltà in Vercelli...

Comunque tornando seri, il fatto è che con il nuovo SI il kg non è più definito come la massa di un campione, fisicamente presente da qualche parte nel mondo (che non può essere considerato realmente invariabile), bensì viene definito con una relazione matematica tra le costanti il cui valore è già stabilito dallo stesso SI. La relazione è quella di pagina 13 del documento linkato da DirtyDeeds.
Era solo una considerazione da parte di uno che NON è un fisico...
ciao

PSQ

[DirtyDeeds]

Beh, indubbiamente il fatto di far dipendere il kg non più da un campione fisico ma da fenomeni naturali permette di replicare il campione praticamente ovunque, con indiscutibili vantaggi.

Infatti, ma c'è anche un altro vantaggio che è un po' nascosto nelle definizioni. L'ampere è al momento definito come la corrente che scorrende in due fili rettilinei e paralleli alla distanza di 1 m genera una forza per unità di lunghezza pari a .

Il chilogrammo è quindi nascosto, attraverso il newton, anche nella definizione dell'ampere. Per realizzare l'ampere è ora necessario utilizzare una bilancia di corrente, ma la riproducibilità dell'ampere realizzato in questo modo non è molto elevata, è dalle parti di . Molto più riproducibile è invece il rapporto tra una tensione realizzata per mezzo dell'effetto Josephson e una resistenza realizzata per mezzo dell'effetto Hall quantistico. A partirte dal 1990 le unità elettriche vengono riprodotte attraverso questi effetti che sono caratterizzati da delle costanti fisiche, la costante di Josephson e quella di von Klitzing , dipendenti da e da , a cui sono stati assegnati dei valori convenzionali, chiamati e . Quindi, per esempio, oggi come oggi la taratura di un resistore non è riferita veramente all'unità ohm dell'SI ma è riferita a un'unità convenzionale chiamata . Il nuovo SI dovrebbe sistemare anche queste cose.

[Heavy]

Ho visto da qualche parte, non ricordo dove, la proposta di utilizzare il silicio monocristallino come unità di massa. Veniva realizzata una sfera e legato il numero atomico all'unità di lunghezza. Ovviamente il carbonio veniva a perdere il suo 12 tondo tondo a vantaggio del 28 del silicio. A me è sembrata un'idea veramente furba. Se non altro perché farlo con il carbonio monocristallino sarebbe costato un po' di più!

[Ianero]

Grazie dei link, interessante notizia DirtyDeeds..
Ora mi faccio una bella lettura

[DarwinNE]

A proposito della definizione dell'amper, notizie fresche fresche:

http://www.nature.com/news/ampere-to-ge ... on-1.14512

Non so se è in accesso libero, forse ci vuole un abbonamento universitario...

[Heavy]

silicio monocristallino come unità di massa

Ecco un filmato quasi-scientifico a proposito. Comunque l'oggetto è veramente bello.

[DirtyDeeds]

Ho visto da qualche parte, non ricordo dove, la proposta di utilizzare il silicio monocristallino come unità di massa.

Due sono le strade possibili per la ridefinizione del kg: una è più o meno quella che dici tu e passa per la costante di Avogadro, l'altra è quella che fa uso della bilancia del watt e passa per la costante di Planck.

Al momento l'attuazione del nuovo SI è stata rimandata perché i due esperimenti danno risultati non compatibili. D'altra parte, bisogna tenere conto che entrambi i tipi di esperimenti sono estremamente difficoltosi (la messa a punto ha richiesto una trentina d'anni...).

A proposito della definizione dell'amper, notizie fresche fresche:

Sì, si riferisce alla realizzazione dell'ampere per mezzo di transistor single electron tunneling (SET) in cui si sfrutta il fenomeno della coulomb blockade per far passare un elettrone alla volta. Ciò permette di collegare la corrente all'unità di carica e alla frequenza. In alternativa, la corrente può essere legata alla frequenza attraverso l'effetto Josephson e all'effetto Hall quantistico: ciò impone una relazione di consistenza che lega carica elementare, costante di Josephson e costante di von Klitzing. Questa relazione viene chiamata il triangolo metrologico quantistico. Al momento il lato più debole del triangolo è proprio quello dei SET. Qui c'è una review dello stato del triangolo metrologico.