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Les scientifiques redéfinissent le kilogramme car la mesure initiale perd de la masse

Une révolution tranquille pourrait cette semaine changer la norme pour peser tout, des doses de médicaments aux jets gros.

Des scientifiques de plus de 60 pays se prononceront vendredi sur la question de savoir si un morceau de métal placé dans une voûte parisienne devrait continuer à être la définition du kilogramme.

Le Grand K, un petit cylindre en alliage de titane, établit la norme depuis 1889. Toutes les balances du monde sont finalement calibrées, même celles pesant des livres et des onces.

Il est tellement important pour l'économie mondiale que trois détenteurs de clés soient nécessaires pour déverrouiller le coffre-fort. Quand les nazis ont occupé Paris, ils sont restés intacts dans le bâtiment qui abrite "Le Grand K".

Le problème, cependant, est que si la mère de tous les kilogrammes n’a été retirée de son étui protecteur que quatre fois au cours du siècle dernier, elle a perdu des atomes et donc de la masse.

Cela ne représente que 20 milliards de grammes, soit environ le poids d'un cil, mais dans un monde qui a besoin de peser des objets avec une précision toujours plus grande, c'est un gros problème.

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Les travaux sur la définition du kilogramme sont en cours au Laboratoire national de physique.

La Grande-Bretagne a une copie du Grand K appelée Kilo 18, qu’elle a gagnée à la loterie en 1889 et qui est entreposée au National Physical Laboratory (NPL), dans l’ouest de Londres.

Stuart Davidson, métrologue ou scientifique en poids chez NPL, est l’un des gardiens de confiance.

"Une fois que vous aurez atteint quelques dizaines de tonnes, par exemple pour remplir un avion de carburant, il faut que tout soit ramené à une norme", a-t-il déclaré à Sky News.

"Il en va de même lorsque vous atteignez de très petites masses, comme un milligramme, par exemple les ingrédients actifs des produits pharmaceutiques.

"Vous aimez savoir que vous recevez la bonne dose de médicaments lorsque vous recevez une ordonnance."

Les acheteurs ne remarqueront aucune différence en achetant de l'épicerie
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Les acheteurs ne remarqueront aucune différence en achetant de l'épicerie

Les scientifiques du laboratoire participent désormais aux efforts mondiaux visant à élaborer une définition plus précise et immuable d'un kilogramme qui ne dépend plus d'un objet physique.

Ils utilisent ce qu’on appelle une balance à crochets, du nom du physicien britannique qui l’a conceptualisé pour la première fois, pour exprimer la masse d’un kilogramme en termes de quantité de force électromagnétique dirigée vers le haut, qui est nécessaire pour équilibrer la traînée de gravité vers le bas.

Ensuite, avec quelques calculs compliqués, ils relient cela à une loi physique fondamentale de la nature.

En prenant la réponse – un numéro appelé constante de Planck -, ils peuvent inverser le processus et calibrer les balances avec une précision sans précédent.

Ian Robinson, un membre du NPL, a dirigé le travail.

Il a déclaré que les laboratoires du monde entier pourraient avoir un équilibre entre croquettes, libérant ainsi la définition du kilogramme de ses liens physiques et géographiques.

"Vous ne comptez plus sur aucun objet", a-t-il déclaré.

"En réalité, notre masse est étendue et tout le monde peut contribuer. Je le vois comme égalitaire – une forme de démocratie pour la masse."

D'autres unités standard importantes ont déjà été mises à jour.

Le mètre n'est plus défini par une tige de métal, mais par la distance parcourue par la lumière dans un ensemble, et très petite, fraction de seconde.

Et une seconde n'est plus définie par une fraction du temps nécessaire à la Terre pour effectuer une rotation, que les scientifiques savent maintenant varier, mais par des vibrations dans un atome de césium.

Michael de Podesta, chercheur principal chez NPL, a déclaré que le public ne remarquerait aucune différence lors de ses achats d'épicerie.

"Mais cela signifie que les gens comme moi ne s'inquiéteront pas de la perte de poids en kilogrammes", a-t-il déclaré.

"Cela le rendra à l’avenir.

"Les scientifiques pourront mesurer les choses de plus en plus en détail et les ingénieurs en fabriqueront de plus en plus précis.

"L'amélioration de la mesure conduira à des avancées scientifiques."

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