Định nghĩa chính thức về 1 kilogram sẽ thay đổi

Sau nhiều năm tranh cãi và thảo luận, các nhà khoa học trên khắp thế giới đã gặp nhau vào Thứ Sáu ngày 16/11 này để bầu xem liệu đơn vị khối lượng kilogram, đơn vị khối lượng mol, đơn vị cường độ dòng điện ampe và đơn vị nhiệt độ kelvin có nên được chuyển sang định nghĩa khác ổn định và đáng tin cậy hơn không.

Hiện tại, kilogram là đơn vi đo lường duy nhất vẫn còn được định nghĩa dựa trên một vật thể hữu hình – mà cụ thể ở đây là một khối kim loại cất trong hầm ở nước Pháp. Khối Nguyên mẫu Kilogram Quốc tế (International Prototype of the Kilogram – IPK) này được công nhận chính thức từ năm 1879, nhưng nó không phải là bất biến như chúng ta vẫn tưởng.

Khối IPK, một cách tự nhiên, không ngừng thu thập các vi tạp chất trong suốt 140 năm qua, đồng nghĩa với việc định nghĩa chính thức về 1 kilogram phải liên tục được cập nhật để khớp với khối lượng mới, mặc dù món đồ tạo tác này bản thân nó vẫn được người ta thường xuyên lau rửa.

Sự phức tạp vẫn chưa dừng lại ở đó, 40 phiên bản “giống hệt nhau” của IPK đã được chế tạo và phân phát đến các viện khoa học trên khắp thế giới, nhưng khối lượng của chúng cũng đang thay đổi dần dần theo những tốc độ khác nhau, tức là định nghĩa của kilogram cũng dần không còn thống nhất.

Hiển nhiên, nếu xác lập một định nghĩa chính thức dựa trên thứ bất biến thì sẽ đơn giản hơn nhiều, và đó chính là mục tiêu của Hội nghị Chung về Khối lượng và Đo lường diễn ra tuần này. Không chỉ riêng kilogram – mà 4 trên 7 đơn vị trong hệ SI đã tới lúc phải điều chỉnh lại để phù hợp với các định luật bất biến của tự nhiên vốn có thể đo lường ở bất kỳ đâu, vào bất kỳ lúc nào mà không cần phải lôi một khối kim loại ra khỏi kho.

“Tái định nghĩa lại hệ SI là một thời khắc bước ngoặt trong đo lường khoa học,” Tiến sĩ JT Janssen, Giám đốc Nghiên cứu tại Phòng thí Nghiệm Vật lý Quốc gia Anh nói. “Một khi được áp dụng, tất cả các đơn vị SI sẽ được dựa trên các hằng số cơ bản của tự nhiên với giá trị mãi mãi không thay đổi. Điều này sẽ trải đường cho các phép đo lường chính xác hơn và thiết lập một nền tảng vững chắc hơn cho khoa học.”

Các phiếu bầu đều nhất trí sẽ dùng định nghĩa kilogram mới dựa trên hằng số Planck. Nó được tính toán dựa trên một thiết bị có tên gọi Cân bằng Kibble, sử dụng lực điện từ để xác định khối lượng 1 kilogram. Hằng số này là lượng năng lượng mà nó cần để cân bằng với khối lượng trên, và sau nhiều năm thí nghiệm và đo lường, độ chính xác của nó đã được giới khoa học xác nhận.

Tương tự như vậy, các đơn vị khác sẽ có định nghĩa mới “bất biến” hơn. Đơn vị đo cường độ dòng điện, Ampe sẽ được định nghĩa bởi điện tích cơ bản hay điện tích nguyên tố – là điện tích mà một proton mang theo. Độ Kelvin dùng để đo lường nhiệt độ nhiệt động lực học, sẽ được định nghĩa bởi hằng số Boltzmann, và khối lượng mol (dùng trong hóa học), sẽ được định nghĩa bằng hằng số Avogadro.

Vậy rốt cuộc những thay đổi này có ý nghĩa gì?

Không có gì đáng kể đối với hầu hết những người dân phổ thông. Đây không phải là chuyện 1 kilogram giờ được tái định nghĩa thành khối lượng của 2 kilogram hay điều gì đó khác – sự thay đổi sẽ là rất rất bé nhỏ với đại bộ phận công chúng tới mức người ta thậm chí còn không nhận ra sự khác biệt. Tuy nhiên, nó có thể sẽ tác động đến giới khoa học, công nghiệp và công nghệ.

Các định nghĩa mới sẽ chính thức đi vào hiệu lực từ ngày 20/5/2019, cũng chính là Ngày Đo lường Thế giới.