முகப்பு அறிவியல் கிலோகிராம் என்கிற அளவே மாறுகிறதா?

கிலோகிராம் என்கிற அளவே மாறுகிறதா?

102
0

பாரிசில் உள்ள நகரின் ஒரு புறத்தில், யாருமே உள்ளே நுளைய முடியாவண்ணம் பாதுகாப்பான அறை ஒன்றில் ஒன்றின் பின் ஒன்றாக மூன்று சாவிகளைக் கொண்டு திறக்கும் வண்ணம் பாதுகாப்பு பெட்டியினுள் பாதுகாப்பாக இருப்பவர் தான் ஒரு கிலோகிராம் – இதுதான் சர்வதேச கிலோகிராம் மாதிரி (International Prototype Kilogram / IPK) என அழைக்கப்படுகிறது.

அதாவது, இந்த பிளாட்டினம்-இரிடியம் கலப்புலோகத்தால் உருவான மாதிரி தான் சர்வதேச அலகான கிலோகிராமிற்கான அடிப்படை. அதாவது இந்தச் சிறிய கலப்புலோக சிலிண்டர் எவ்வளவு நிறையோ அதுதான் ஒரு கிலோகிராம். 1889 இல் இருந்து இதுதான் நியமம்.

பிளாட்டினம்-இரிடியம் கலப்புலோகத்தால் உருவான மாதிரி

பாரிசில் உள்ள சர்வதேச நிறை மற்றும் அளவீடு பணியகத்தில் IPK போக மேலும் ஆறு பிரதிகளும் வெப்பநிலை மற்றும் வளிமண்டல நீராவியின் அளவு மட்டுப்படுத்தப்பட்ட அறையில் பேணப்படுகின்றன. இது போல் மேலும் நாற்பது மாதிரிகள் உலகில் உள்ள பல்வேறு நாடுகளில் உள்ளன.

ஒவ்வொரு நாற்பது ஆண்டுகளுக்கும் ஒருமுறை IPK பாதுகாப்பாக வைக்கப்பட்டுள்ள மூன்று கண்ணாடி யாடிகளைத் திறந்து வெளியே எடுத்து எடை பார்க்கப்படும். அதேபோல பல்வேறு நாடுகளில் இருக்கும் மாதிரிகளும் எடை பார்க்கப்படும். ஆனால் பிரச்சினை என்னவென்றால் ஒவ்வொரு முறை இவை எடை பார்க்கப்படும் போதும் ஒவ்வொரு மாதிரியிலும் சில மைக்ரோகிராம் (ஒரு கிராமில் மில்லியனில் ஒரு பகுதி) அளவிற்கு எடை மாறுபடுகிறது.

இது பெரிய சிக்கல் அல்லவா? ஒரு கிலோகிராம் என்கிற அளவே சரியாக ஒரு கிலோகிராம் இல்லை என்றால் என்ன செய்வது? இதற்கு தீர்வு உடனடியாக தேவை. எனவே விஞ்ஞானிகள் இதனை எப்படி சரிசெய்வது என்று சிந்திக்கத் தொடங்கி தற்போது ஒரு முடிவுக்கு வந்துவிட்டனர்.

தற்போதுள்ள பிரச்சினை, ஒரு கிலோகிராம் என்பது ஒரு குறித்த பொருள் ஒன்றின் நிறையாக இருப்பதுதான். எனவே இதனைத் தவிர்த்து, கிலோகிராம் என்பதை ஒரு பிரபஞ்ச மாறிலியின் அடிப்படையில் வகுத்துவிட்டால் பிரச்சினை இல்லை. ஏற்கனவே பல SI (International System of Units) இப்படி பிரபஞ்ச மாறிலியின் அடிப்படையில் தான் வகுக்கப்பட்டுள்ளது.

உதாரணமாக ஒரு மீட்டார் நீளம் என்பது ஒளி வெற்றிடத்தில் 1/299,792,458 செக்கனில் பயணிக்கும் தூரம் ஆகும். செக்கன் என்பது சீசியம் 133 அணு ஒன்றில் இருந்து வெளிவரும் கதிர்வீச்சின் 9,192,631,770 துடிப்புகள் என்று வகுக்கப்பட்டுள்ளது. இந்தக் கணக்குகள் எப்போதுமே பிரபஞ்சத்தில் மாறிலியாக இருக்கும், எனவே எவ்வளவு காலம் போனாலும் அது மாறாது.

புதிய கிலோகிராம் ஒன்றின் நிறை பிளான்க் மாறிலியின் அடிப்படையில்.

பிளான்க் மாறிலி என்பது மிக மிகச் சிறிய இலக்கமாகும்: 6.62607015 x 10-34. எனவே மிகத்துல்லியமான அளவீட்டுக் கருவி மூலமே துல்லியமாக இதனைக் கொண்டு கிலோகிராம் ஒன்றின் நிறையை நிறுவமுடியும்.

மின்காந்தம் விசையை உருவாக்குகிறது. இதனைப் பயன்படுத்தி எம்மால் பல இரும்புப்பொருட்களை தூக்ககூடியவாறு இருக்கிறது. மின்காந்த விசைக்கும், மின்காந்ததிற்கு வழங்கப்படும் மின்சாரத்தின் அளவிற்கும் நேரடித் தொடர்பு இருக்கிறது. எனவே நிறைக்கும் மின்காந்ததிற்கு வழங்கப்படும் மின்சாரத்திற்கும் இடையே நேரடித் தொடர்பு இருக்கிறது என்று எம்மால் புரிந்துகொள்ள முடியும் அல்லவா?

NIST-4 கிபில் அளவி

எனவே ஒரு கிலோகிராம் என்பதனை அதனைத் தூக்க தேவையான மின்சக்தியின் அளவில் எம்மால் கூறிவிடமுடியும். இங்கேதான் பிளான்க் மாறிலி வருகிறது. இதுதான் நிறைக்கும் மின்சக்திக்கும் இடையிலான தொடர்பைக் கூறும் மாறிலி. ஜெர்மன் இயற்பியலாளர் மக்ஸ் பிளான்க் நினைவாக இந்த மாறிலி பிளான்க் மாறிலி என அழைக்கப்படுகிறது. மேலே கூறியது போல பிளான்க் மாறிலி என்பது மிக மிகச் சிறிய அளவு என்பதனால் அதனை அளக்க மிகத் துல்லியமான கருவி வேண்டும்.

அந்தக் கருவிக்கு பெயர்தான் கிபில் அளவி (Kibble balance). இந்த அளவியின் ஒரு புறத்தில் நீங்கள் நிறையை வைத்து விட்டு அடுத்த பக்கத்தில் மின்காந்த்தை உருவாக்கமுடியும். இரண்டு பக்கமும் சமநிலைப்படும் வரை மின்காந்ததிற்கு வழங்கப்படும் மின்சக்தியின் அளவு அதிகரிக்கப்படும். இதன் போது எவ்வளவு மின்சாரம் மின்காந்தத்தில் உள்ளது என்பதனை மிகத் துல்லியமாக அதாவது 0.000001% அளவிற்கு அளக்கமுடியும்.

இந்த புதிய உத்தியில் இருக்கும் மிகப்பெரிய நன்மை கிபில் அளவி வைத்துள்ள யாரும் ஒரு கிலோகிராம் என்றால் என்ன அளவு என்பதனை அளந்துவிட முடியும். எந்தவொரு உலோகக்கட்டிகளையும் பாதுகாப்பாக சேமித்து வைக்கவேண்டிய தேவை இல்லை.

மேலும் பிளான்க் மாறிலியின் அடிப்படையில் ஒரு கிலோகிராம் அளவை நிர்ணயிப்பதன் மூலம் எதிர்காலத்தில் எந்தப் பிரச்சினையும் இருக்காது என்று விஞ்ஞானிகள் கருதுகின்றனர்.


⚡ தகவல் பயனுள்ளதாக இருந்தால் ஒரு லைக் போடவும்! அதற்கும் மேலே என்றால் ஷேர் செய்யலாமே!

⚡ #parimaanam #sciencepanda

https://parimaanam.net
https://twitter.com/parimaanam
https://www.facebook.com/parimaanam