A: Thomas Jollans, Tiến sĩ Vật lý tại Đại học Leiden
============
Trước đây, kiliogram được định nghĩa cực kỳ đơn giản: các nhà khoa học đã quyết định xem một kilogram sẽ nặng bao nhiều, và rồi họ chế tạo ra một khối kim loại bằng đúng khối lượng ấy.
— Kilogram theo khái niệm cũ được đặt tại Paris. Photo: BIPM —
Và rồi sau đó, họ quyết định rằng vật thể đó có khối lượng đúng bằng một kilogram, và lưu giữ nó tại một nơi an toàn tại Paris. Tiếp đến ta có thể xác định xem một vật nào đó nặng thế nào bằng cách so sánh khối lượng của nó với khối lượng của một cân chuẩn. Các quốc gia khác được gửi tặng những bản copy của khối kilogram này, và từ đó họ sẽ so sánh mọi thứ với kologram chuẩn tại Paris đó để đảm bảo rằng cả thế giới sẽ vẫn đồng ý về khái niệm một kilogram đó.
Vậy vấn đề ở đây là gì?
Một rắc rối lớn của hệ thống này ấy là dù khối kilogram đó được làm từ một kim loại rất cứng, song nó đã 140 tuổi rồi, và khối lượng của nó có thể suy suyển một chút. Ví dụ, khi bạn kiểm tra khối lượng của một khối kilogram khác, bạn phải đặt khối kilogram chuẩn lên nhiều loại cân đo hoặc thứ gì đó. Khi làm như vậy, khả năng là một phần nhỏ kim loại sẽ bám vào găng tay của bạn đấy. Đây không phải chuyện lớn, song một vật làm khối lượng chuẩn sẽ không còn chuẩn nữa nếu có khả năng bị thay đổi ít nhiều.
Giờ các nhà khoa học đã tìm ra được một cách mới để định nghĩa một khối lượng tiêu chuẩn bằng cách sử dụng một thí nghiệm cực kỳ phức tạp dựa vào tính chất của nguyên tử. Đây là việc cực khó thực hiện, bởi cân đo khối lượng của một khối kim loại lớn là phép đo chúng ta có thể thực hiện cực kỳ chính xác mà không gặp nhiều khó khăn. Phần lớn những thứ khác sẽ khó cân đo hơn, và đo được chính xác thì còn khó nữa.
Giờ đây ta có thể nói được một kilogram là như thế nào dựa trên những thứ tạo nên vũ trụ này ở cấp độ nhỏ nhất mà không cần nhờ tới bất kỳ vật thể gì do chúng ta chế tạo ra và có thể bị phá hủy. Đồng thời chúng ta có một thiết bị (có tên gọi Kibble Balance (Cân Kibble)) được dùng để xác định xem các vật thể của thế giới thực này nặng bao nhiêu dựa trên định nghĩa đó.
Chúng ta từng đảm bảo được rằng một kilogram sẽ không thay đổi, nhưng cái cách chúng ta làm việc đó trong tương lai sẽ khác đi.
— Một Cân Kibble tại NIST, Maryland, Mỹ. Photo: NIST —
PS: Khi hệ thống mét được xây dựng lần đầu sau Cách Mạng Pháp, một kilogram được định nghĩa kà khối lượng của một lít nước. Về nguyên tắc, đây là một ý tưởng hay, song tác dụng của nó không hiệu quả cho lắm vì khối lượng của một lít nước đó thay đổi khá nhiều tùy thuộc vào nhiệt độ và áp suất.
