1 kg gerçekten 1 kg mı?

Her ne kadar soru saçma gibi gelse de bunun kararı 16 Kasım’da verilecek. Biz böyle iyiydik ne oldu da kg’ın peşine düştünüz diyebilirsiniz. Bu tamamen uluslararası arenada alınacak olan bir karardır.

Aslında bu sorulardan önce akla birçok ölçü birimi varken neden kg sorusu gelmeli? Anlatmaya başlamadan önce ilk olarak şunu belirtelim bu yeni bir haber değildir. Şu anda bu konu ile alakalı birçok kişinin yorumunu içeren video ve makalelere erişebilirsiniz.

1 kg’ın ne olacağına dair kararın alınmasına günler kala biz, sizlerin de bu konudan haberdar olmasını istedik ve bu makaleyi hazırlayalım dedik.

Kaynak

Malumunuz günlük hayatta, gerek ulusal gerek uluslararası camiada düzenin sağlanması ölçü birimleri sayesindedir. Yapılan bilimsel çalışmalar ve diğer günlük hayatımızdaki faaliyetlerde bu ölçü birimlerinin tutarlı olması oldukça önemlidir. Günümüzde kullandığımız birimler “Uluslararası Birim Sistemi” (SI) tarafından belirlenmiştir.

Kaynak

“Uluslararası Birim Sistemi”, sistemin daha tutarlı bir yapıya sahip olması için sürekli güncellenmektedir. Ayrıca birimlerin, fiziksel dünyadan bağımsız bir yapıya göre belirlenirse sistemin daha kararlı bir yapıya kavuşacağına inanılmaktadır. Burada ne demek istiyoruz?

Örnekler üzerinden gidelim. Saniye birimini düşünelim. Zaman birimi olan saniyeyi nasıl tanımlarsınız. Saniyenin günümüze kadar gelen tanımlamaları şöyledir :

• 1000 yıllarında Türk Hükümdar Gazneli Mahmut’un “Sarayımın en değerli hazinesi” dediği El-Biruni, saniyeyi “yılın belirli haftalarında iki yeni ay arasında geçen zaman” üzerinden tanımlamıştır.
• 1644 yılında ise Marin Mersenne; 0,994 metre uzunluğundaki bir sarkacın salınım periyodunu 2 saniye olarak tanımlamıştır.
• 1950lere gelindiğinde saniyenin tanımı, 1900 senesinde geçen zamanın 1/31.556.925,9747 si olarak belirlenmiştir.

Görüldüğü gibi farklı kişiler tarafından farklı zamanlarda yapılan saniye tanımları sürekli değişmiştir. Aslına bakılırsa Ay’ın Dünya etrafındaki dönüş periyodu ve Dünya’nın Güneş etrafındaki dönüş periyodu da zamanla yavaşta olsa değişir. Aynı şekilde Mersenne’nin tanımında kullandığı sarkacın salınım periyodu da ortamın kütleçekim ivmesine bağlı olarak değişir.

Bütün bu anlattıklarımızı göz önünde bulundurarak saniyenin günümüzdeki en kararlı tanımı şu şekildedir:

Saniye, temel enerji düzeyindeki Sezyum 133 atomunun aşırı ince seviyeleri arasındaki geçişler arasında yayılan radyasyonun 9.192.631.770 kez salınması sırasında geçen zamandır.

Ne tanımmış değil mi? Tanıma takılmayalım burada dikkat etmeniz gereken olay, saniye biriminin fiziksel dünyadan olabildiğince soyutlanıp atom seviyesinde tanımlanmış olmasıdır. Aynı durum metre birimi için de geçerlidir.

Gelelim kilogram’a. Kilogram, saniye ve metrenin aksine günümüzde temel kütle birimi olarak fiziksel bir nesne üzerinden tanımlanıyor.

Dünyanın kabul ettiği gerçek kilogram, Paris’te platin ve iridyumdan yapılmış silindir şeklinde ve golf topu büyüklüğünde olup çok iyi korunan ve 3 ayrı anahtarla açılabilen kilitli bir kasa içerisinde hava geçirmez iç içe 3 ayrı cam fanus içerisinde bir mahzende tutuluyor. Niye bu kadar abartmışlar diyebilirsiniz. Bu şekilde 1kg’ın zamanla toz, nem veya diğer dış etkenlerden etkilenip kütlesinin değişmesinin önüne geçilmek istenmiştir.

Kaynak

Fransızlar bu kg’a “Büyük K (Le Grand K)” demektedir. Bu kg, 1989 yılında yapılmıştır ve bu kg’ın kopyaları tüm dünyaya dağıtılmış olup bizde 54 numaralı kopya bulunmaktadır. Türkiye’nin en doğru ölçülmüş kg’ı Gebze Tübitak Ulusal Metroloji Enstitüsü’nde muhafaza ediliyor. Türkiye’deki diğer tüm kglar buradan çoğaltılıp 54 numaralı prototipe göre yapılıyor.

Ancak burada çok önemli bir durum var. Orijinal kg ile kopya kglar 40 yılda bir, bir araya getirilerek kontrol edildiklerinde hem orijinalin hem kopyaların değerinin değiştiği gözlemlenmiştir.

Kütlenin değişmesi –düşünüldüğünde- ne kadar önem arz ediyor diyebilirsiniz, ancak aklınıza gelen gelmeyen her tür ölçüde kütle birimini kullandığımızı düşünürsek bu dünyanın değişmesi anlamına gelmektedir.

Gelelim bu durumun nasıl üstesinden gelinmeye çalışıldığına. ABD’de bulunan “Standartlar ve Teknolojiler Enstitüsü”nde çalışan fizikçi Prof.Dr.Stephen Schlamminger ve arkadaşları tarafından yapılan çalışmalar sonucunda kilogram için ön görülen ölçüm için “Planck Sabiti” düşünülmüştür.

Sağ taraftaki Max Planck - Kaynak

Gelelim bu durumun nasıl üstesinden gelinmeye çalışıldığına. ABD’de bulunan “Standartlar ve Teknolojiler Enstitüsü”nde çalışan fizikçi Prof.Dr.Stephen Schlamminger ve arkadaşları tarafından yapılan çalışmalar sonucunda kilogram için ön görülen ölçüm için “Planck Sabiti” düşünülmüştür.

Planck sabiti(h), ışığın içerisindeki en küçük enerji paketleri olan fotonların enerjileri ile frekansları arasındaki sabit orandır. E=h.v şeklinde formülüze edilebilir.

Bu formülde Einstein’ın ünlü E=m.c2 formülünden yola çıkılmıştır. Planck sabitinin değeri diğer araştırma gruplarından gelen verilerle karşılaştırıldıktan sonra bir uzlaşmaya varılırsa kg için ön görülen ölçüm birimi olacaktır.

16 Kasım 2018’de Fransa’da Versay Sarayı’nın hemen yakınında “Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı” nda kilogramın yeni tanımına karar verilecek. Karara varılırsa yeni tanım, 20 Mayıs 2019 tarihinden itibaren tüm dünyada ve bizde kullanılmaya başlanacak.

Ulusal kilogram prototipimiz, Tubitak tarafından yapılmaktadır. Konferansta ayrıca Kelvin, Amper ve mol birimlerinin tanımları da değişeceği düşünülüyor.

• Kaynak : Sheikh, K., “The kilograms’s makeover is almost complete”, Scientific American, Eylül 2016.