Le Zeptogramme et le Kilogramme |
On a Pesé un Zeptogramme |
A.Kh. - SCIENCES ET AVENIR N°869-870 > Juillet-Août > 2019 |
Le Kilogramme va enfin Cesser de Perdre du Poids |
Représentée depuis 1889 par un étalon en métal, l'unité de poids s'érode ! En lice pour redéfinir le kilogramme : la constante d'Avogadro et celle de Planck. En platine et iridium, l'étalon est conservé sous cloche, à Sèvres (->).
Le kilogramme n'est plus ce qu'il était. Il perd du poids ! Certes il ne s'agit que de quelques dizaines de microgrammes en 130 ans d'existence, mais il n'en faut pas plus aux physiciens pour appeler à une redéfinition. Une résolution allant de ce sens sera ainsi soumise au vote en octobre prochain, lors de la 24è conférence internationale des poids et mesures.
UNE NOUVELLE DÉFINITION
Mais comment une unité peut-elle s'éroder ? Tout simplement parce que depuis 1889 toutes les pesées effectuées sur Terre se réfèrent à un objet conservé sous cloche au pavillon de Breteuil, à Sèvres : un étalon cylindrique de 39 mm de côté et 39 mm de diamètre, fait de platine et d'iridium et pesant par principe 1 kg. Un archaïsme exceptionnel puisque, des sept unités de base du système métrique, le kilogramme est la seule qui ne s'appuie pas sur les lois et constantes fondamentales de la physique. Deux pistes sont suivies par les chercheurs. L'une consisterait à définir le kilo à partir de la constante d'Avogadro qui donne le nombre d'atomes dans une mole, l'unité de base de la matière. Des études sont en cours pour mesurer le plus précisément possible cette constante à partir de sphères de silicium extra-pures (<-). L'autre lierait le kilo à la constante de Planck, en convertissant une force mécanique en force électromagnétique. Ces recherches n'ont pas encore abouti. Et même si la résolution est adoptée en 2011, la définition du kilogramme ne devrait pas intervenir avant 2015.
E.H. - SCIENCE & VIE > Janvier > 2011 |
On ne sait Pas Combien Pèse un Kilo |
"Le kilogramme est égal à la masse du prototype international du kilogramme". La définition est aussi simple que ça. Simple... Et archaïque : le kilogramme est la dernière des sept unités du système international à reposer encore sur un artefact matériel.
Le mètre, par exemple, est défini depuis 1983 comme la longueur du trajet parcouru par la lumière dans le vide pendant une durée de 1/299.792.458 secondes. Quant à la seconde, elle repose sur la fréquence d'excitation d'un atome de césium. Même principe pour l'ampère, le kelvin, la mole et le candela : correctement outillées, tout un chacun peut les reproduire. Tandis que pour savoir très exactement combien pèse un kilo, il faudrait avoir accès à ce fameux prototype, petit cylindre d'iridium est de silicium conservé sous trois cloches de verre dans le sous-sol du bureau international des poids et mesures, à Sèvres, depuis 1889. Et il faudrait y avoir accès en permanence, car il s'use ! En un siècle, malgré les précautions prises pour contrer la tendance du métal a laissé s'échapper quelques atomes ou à se charger de poussière, un écart de 50 microgrammes s'est creusé entre lui et ses copies. C'est pourquoi il devient urgent de trouver au kilo une vraie définition. Deux pistes sont en lice : l'une consiste à réaliser une sphère d'1 kg de silicium, puis à mesurer son volume, pour définir le kilogramme comme la masse d'un certain nombre d'atomes. L'autre repose sur la force électromagnétique qui apparaît lorsqu'un courant passe dans une bobine. La comparaison de cette force au poids d'une masse permettrait de relier le kilogramme à une constante fondamentale de la physique. Mais la précision requise n'est pas encore atteinte, et la définition du kilogramme ne devrait pas être adoptée avant 2015.
B.R. - SCIENCE & VIE > Août > 2010 |
Le Zeptogramme |
La précision la plus fine jamais atteinte. C'est environ la masse d'une protéine. Cela équivaut à 10-21 gramme.
L'exploit revient à des chercheurs du Caltech, en Californie. Ils ont conçu une balance faite d'une lame souple qui vibre dans un champ magnétique, générant un courant électrique entre deux bornes. Une molécule posée sur la lame change la tension du courant. Le record précédent, dû à la même équipe, atteignait l'attogramme (10-18 g).
A.S. - SCIENCE & VIE > Mai > 2005 |