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Come cambieranno le unità di misura
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Fissare degli standard sempre più rigorosi per riuscire finalmente a parlare un linguaggio scientifico universale. È la sfida che hanno accettato tutti gli scienziati del mondo, che a luglio scorso hanno presentato delle nuove unità di misura e che proprio la prossima settimana verranno discusse da un team di esperti della Conferenza Generale sui Pesi e le Misure (Cgpm), una delle tre organizzazioni costituite per gestire il Sistema internazionale di unità di misura.

Più precisamente, le unità di misura in questione sarebbero ben 4: ampère, kelvin, chilogrammo e mole. Ma non c’è da preoccuparsi: le nuove proposte saranno talmente vicine ai valori attuali che quasi neanche ce ne accorgeremo.

Tuttavia la questione è più lunga e complicata di quanto possa sembrare. Basti pensare che da millenni noi esseri umani ci rivolgiamo al cielo per scandire il tempo: ogni volta che il nostro pianeta ruota intorno al proprio asse, abbiamo vissuto un giorno in più. Dividiamo, poi, quello che noi abbiamo chiamato giorno in frazioni più piccole: l’ora, il minuto e il secondo. Ma la Terra è un orologio imperfetto: la sua orbita e la sua rotazione variano leggermente da un anno all’altro.

Ed è proprio per questo che dal 1967, la comunità scientifica ha deciso che il secondo scientifico non avrebbe avuto più niente a che fare con il cielo e i corpi celesti. Ora, infatti, viene calcolato in base alle proprietà di un atomo di cesio: quando viene illuminato con un laser in condizioni ben precise, produce microonde, ovvero un tipo di radiazione a radiofrequenza. E, così, sempre nello stesso anno la Conferenza generale sui pesi e le misure (Cgpm) ha ufficialmente definito il secondo come 9.192.631.770 cicli di quell’onda. “Bisogna avere un sistema di misura basato su elementi della natura che non variano”, spiega David Newell, fisico del National Institute of Standards and Technology (Stati Uniti).

Stesso discorso vale per il chilogrammo. Per quasi 130 anni, questa unità di misura è stata definita semplicemente come la massa di un cilindro (di dimensioni fissate, naturalmente) di una lega di platino-iridio e pari alla massa di un litro (decimetro cubo) di acqua distillata. Niente di più. A partire da novembre prossimo, invece, sarà calcolato dalla costante di Planck, un numero associato alle più piccole unità di energia dell’universo. Il prossimo anno, il kelvin, che è equivalente al grado Celsius, sarà definito da un numero noto come costante di Boltzmann, che mette in relazione il moto dei singoli atomi a una determinata temperatura. Al momento, il kelvin è pari a 1/273,16 della temperatura assoluta del punto triplo dell’acqua, ovvero la temperatura e la pressione alle quali ghiaccio, vapore e acqua liquida possono coesistere.

Cosa c’è di più rigoroso e corretto di un atomo di cesio o della costante di Planck? Queste unità di misura sono state create dalla natura e per questo sono invariabili e non posso modificarsi. A riguardo, gli scienziati amano raccontare una strana storiella sugli alieni per aiutare a comprendere l’universalità di queste costanti. In poche parole, “gli alieni possono prendere un atomo di cesio e realizzare la nostra definizione del tempo”, precisa Newell. “La diplomazia intergalattica dovrà cominciare proprio da qui, perché le costanti fondamentali sono le più vicine che abbiamo per un linguaggio davvero universale”.

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