Cinquantamila.it La storia raccontata da Giorgio Dell'Arti

Il peso perfetto del chilogrammo, La Repubblica, 17 ottobre 2005 A Parigi, chiuso a chiave in un caveau, è custodito un cilindro che ha quasi le dimensioni di una susina. La sua massa è esattamente di un chilogrammo. è il chilogrammo. Da 116 anni questo cilindro, fatto di platino e iridio, è l’ unità mondiale di misura della massa. Gli studiosi del National Institute of Standards and Technology di Gaithersburg, nel Maryland, hanno annunciato di voler soppiantare questo cilindro, anche se il loro progetto non è facile da comprendere: si tratta di un "marchingegno" alto due piani circa, che da una parte sembra appartenere al mondo di Star Trek, dall’ altro a quello di Wallace e Gromit (personaggi di plastilina di una serie di cartoni di successo, ndt). In breve, esso misura la potenza necessaria a generare una forza elettromagnetica in grado di bilanciare la spinta gravitazionale esercitata su un chilogrammo di massa. «Difficile spiegarlo», ha detto Richard Steiner, il fisico responsabile del progetto che sta lavorando a questa macchina del "chilogrammo elettronico" da oltre 10 anni. «Tutti ne ridono: sono colpiti da quanto è complicato e poi di solito chiedono: "E a cosa vi serve?"» ha detto Steiner. La risposta è che gli esseri umani hanno sempre avuto bisogno di quantificare e standardizzare le cose, per rendere il loro mondo più certo. Senza un chilogrammo standard, come potrebbero gli scienziati sapere se le loro misurazioni di massa sono accurate? Senza un metro standard, come potrebbe un fabbricante qualsiasi costruire un righello, per esempio, ed essere sicuro che esso è preciso? Il chilogrammo high tech è quanto mai necessario perché gli scienziati preferiscono che una definizione si basi sulle costanti universali della fisica - qualcosa che in linea di principio possono calibrare nei loro laboratori - invece che su un manufatto chiuso a chiave in un caveau. Un altro problema che comporta il cilindro da un chilogrammo è che esso non necessariamente resta sempre immutato: col passare del tempo l’ inquinamento può aggiungere quantità minuscole di massa, così come la sua pulitura potrebbe togliergli qualche atomo, permettendo che esso arrivi a essere meno di un chilogrammo. Il chilogrammo è poi di parecchi decenni in ritardo rispetto al metro. Le definizioni metriche originali si basavano su elementi del mondo naturale e non su manufatti realizzati dall’ uomo; ma nessuna definizione si rivelò pratica ed esente da errori. La ricerca di unità standard di misura ebbe inizio con la nascita stessa della civiltà: le unità di misura, infatti, erano quanto mai necessarie, specialmente per gli scambi commerciali. Dapprima si fece semplicemente ricorso a parti del corpo umano. Un cubito, per esempio, era la distanza tra il gomito e la punta del dito medio, chiaramente diversa da persona a persona, finché un faraone egiziano dichiarò che un cubito era la distanza tra il suo gomito e la punta del suo dito medio (possibilmente calcolata con la larghezza del palmo della sua mano). Essendo ovviamente poco conveniente prendere in prestito il braccio del faraone per misurare una pezza di tessuto, fu tagliato un pezzo di granito che venne dichiarato il cubito ufficiale. Altre persone avrebbero poi realizzato i loro cubiti personali, usando di preferenza il legno, copiando quello standard di granito. La stessa idea è alla base degli standard del chilogrammo e del metro, rispettivamente un cilindro e una sbarra. «All’ epoca non erano male come unità di misura» ha detto John L. Hall, scienziato presso l’ Institute of Standards and Technology e vincitore quest’ anno del premio Nobel per la Fisica, per aver contribuito venti anni fa a perfezionare la definizione di metro. «Ma erano davvero difficili da riprodurre e da far conoscere». Il team del dottor Steiner con il suo marchingegno alto due piani ha finalmente fissato la massa di un chilogrammo con l’ accuratezza del 99,999995 per cento. Per soddisfare i requisiti fissati dall’ ente internazionale responsabile degli standard di misurazione, dovranno probabilmente portare l’ ultima cifra "5" a "8". Quanto più la scienza misura qualsiasi parte infinitesimale dell’ universo, tanto più le misurazioni devono farsi più precise. Se gli scienziati saranno in grado di definire le unità di misura in termini di costanti, come la velocità della luce e la carica di un elettrone, potranno quindi passare a studiare se le costanti sono davvero tali. «E questa è una domanda molto più seria di quello che potrebbe sembrare», ha detto Hall. Kenneth Chang

KENNETH CHANG