Le kilogramme, l’ampère, la mole et le Kelvin changent pour rester les mêmes
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Le kilogramme, l’ampère, le Kelvin et la mole, unités de mesure fondamentales du Système international d’unités (SI), sont en cours de redéfinition.
Des représentants de 60 pays ont voté en faveur de la redéfinition du SI vendredi dernier à la Conférence générale des poids et mesures (lien plus bas) à Versailles, en France. Le changement vise à lier ces unités de mesure aux constantes fondamentales du monde naturel, ce qui améliore la fiabilité et facilite la comparaison.
Pour Martin Milton, directeur du Bureau international des poids et mesures (BIPM) :
La redéfinition du SI est un moment marquant dans le progrès scientifique. L’utilisation des constantes fondamentales que nous observons dans la nature comme fondement de concepts importants, comme la masse et le temps, signifie que nous disposons d’une base stable à partir de laquelle nous pouvons faire progresser notre compréhension scientifique, développer de nouvelles technologies et relever certains des plus grands défis de la société.
Les modifications supprimeront la nécessité pour les objets physiques de définir les unités de mesure. Elles devraient entrer en vigueur le 20 mai 2019.
Depuis plus d’un siècle, le kilogramme est lié à la masse d’un objet physique particulier, un cylindre en alliage de platine appelé le prototype international du kilogramme (IPK), qui a été confié au BIPM en France. L’organisation est prête à retirer l’objet au profit d’une définition mathématique basée sur la constante de Planck, une constante fondamentale en physique quantique.
Image d’entête : Image générée par ordinateur du prototype international du kilogramme (IPK), un cylindre circulaire droit (hauteur = diamètre) de 39,17 mm fabriqué à partir d’un alliage composé de 90% de platine et 10% d’iridium (en poids). (Wikimedia)
La décision a un grand sens pratique. Jusqu’à présent, la seule façon de déterminer exactement la masse d’un objet était de le comparer à l’IPK ou à des copies identiques, mais cela reste compliqué : il faut mettre la main sur une copie IPK, et potentiellement imprécise : les copies sont imparfaites et peuvent subir des altérations physiques ou chimiques de leur masse. La constante de Planck, quant à elle, est facilement disponible et exactement la même n’importe où, n’importe quand, quand vous en avez besoin pour l’utiliser.
De nouvelles définitions ont été rédigées pour 4 des 7 unités de base du SI : le kilogramme, l’ampère, le Kelvin et la mole (et, par extension, toutes les unités qui en dérivent, comme le volt, l’ohm et le joule).
- Le kilogramme sera défini par la constante de Planck (h).
- L’ampère par la charge électrique élémentaire (e).
- Le Kelvin par la constante de Boltzmann (k).
- La mole par la constante d’Avogadro (NA).
Selon Barry Inglis, directeur du Comité international des poids et mesures :
Nous ne serons plus liés par les limites des objets dans notre mesure du monde, mais nous disposerons d’unités universelles accessibles qui peuvent ouvrir la voie à une précision encore plus grande, et même accélérer le progrès scientifique.
La » taille » réelle de ces unités ne changera pas. Un kilogramme pèsera toujours 1 kilogramme, par exemple. Mais la façon dont nous le définirons sera basée sur la réalité physique, et non sur un objet rangé dans une pièce quelque part. Avec ce changement, ces quatre unités se joindront à la seconde, le mètre et la candela (unité de base pour la luminosité) comme unités de mesure physiquement définies, ce qui les rendra plus stables et plus faciles à utiliser dans les applications de précision.
Tout comme la redéfinition de 1967 de la deuxième redéfinition du GPS et d’Internet, explique le comité, les nouvelles définitions auront de vastes répercussions dans les domaines de la science, de la technologie, du commerce, de la santé et de l’environnement, parmi de nombreux autres.
Les (PDF) Résolutions adoptées lors de la 26e Conférence générale des poids et mesures sur le site du BIPM.