Cientistas redefinem o quilograma e outras medidas

Por Pascale MOLLARD-CHENEBENOIT
Um protótipo do quilograma conservado no Escritório Internacional de Pesos e Medidas (BIPM), em Sèvres

Há 130 anos, ele carrega o peso do mundo nas costas: apelidado de o "grande K", o protótipo internacional do quilograma (IPK), usado como padrão para todas as medidas de massa, será em breve substituído por uma constante matemática imaterial.

A 26ª reunião da Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), que acontece de 13 a 16 de novembro em Versalhes (oeste de Paris), deve avalizar uma nova definição do quilograma formulada com base na constante de Planck (h) da Física Quântica.

A massa desse cilindro em platina iridiada, que mede 3,9 centímetros de comprimento e 3,9 centímetros de diâmetro, definiu o quilograma desde 1889.

Ele está conservado, cuidadosamente, no Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM) em Sèvres, perto de Paris.

Sobre ele, pesa uma grande responsabilidade: o IPK encarna a referência internacional para todas as medidas de massa no mundo, seja para dosar medicamentos, cortar fatias de presunto, pesar um bebê ou equipamentos industriais. Os países possuem seus padrões, os quais comparam periodicamente com cópias históricas do "grande K" - elas mesmas comparadas ao padrão supremo.

"O quilograma é a última unidade de medida baseada em um artefato físico", ressalta o diretor-geral do LNE (Laboratório Nacional de Metrologia e de Testes) francês, Thomas Grenon.

"O problema é que ele vive sua vida, ele pode flutuar, o que não é de todo satisfatório, vistos os níveis de precisão, dos quais precisamos hoje", completou.

Então, em maio do próximo ano, o "grande K" cederá oficialmente seu trono ao "h". Essa constante, descoberta em 1900 pelo físico Max Planck, é produto de uma energia por um tempo. E a energia está ligada à massa pela célebre equação E = mc2.

Depois de vários anos de trabalhos científicos, o valor do h foi fixado em 6,62607015 X 10 potência menos 34 Joule.segundo.

- 3 redomas, 3 chaves -

E por que uma revolução desse porte? Os cientistas se deram conta de que a massa do protótipo internacional havia variado ligeiramente em relação àquelas das seis cópias feitas na mesma época e conservadas no BIPM.

A massa do IPK divergiu da massa da média dessas réplicas de cerca de 50 microgramas. O BIPM multiplicou, então, as precauções para proteger o IPK.

"Ele foi conservado dentro de três redomas de vidro, em um cofre situado em um cômodo ultralimpo no subsolo do Pavilhão de Breteuil", afirmou Estefania de Mirandes, secretária-executiva do Comitê consultivo das unidades do BIPM.

O cofre é fechado a três chaves, que ficam com três pessoas diferentes e que devem estar presentes ao mesmo tempo para que possa ser aberto.

O acesso ao cômodo precisa de uma autorização especial. Uma vez por ano, o cofre é aberto para verificar visualmente o estado do IPK.

Estefania De Mirandes já o viu várias vezes. Em 2014, o grande K foi levado para os laboratórios do BIPM, onde se fizeram várias medições dele.

"Em princípio, é possível avariar o IPK durante uma medida e alterar sua massa, porque é um objeto frágil", reconheceu.

"Imaginem se deixássemos esse protótipo cair!", exclama a diretora de Pesquisa Científica no LNE, Maguelonne Chambon.

Um pesadelo que perdeu o sentido.

Logo o padrão do quilograma será feito com base na constante de Planck por meio de uma balança do watt, também chamada balança de Kibble, por conta do nome de seu inventor (o físico britânico Bryan Kibble), e que consiste em converter uma massa em uma potência elétrica.

Apenas alguns países têm hoje uma balança de watt, incluindo a França, que desenvolveu uma no LNE, em Trappes, região parisiense.

A Conferência Geral de Pesos e Medidas reúne os representantes de 60 Estados-membros e 42 Estados e entidades econômicas associadas.