Até hoje, um quilograma era definido como a massa do Protótipo Internacional do Quilograma (IPK), um cilindro composto por platina e irídio localizado em Paris. Apesar de todas as outras unidades do Sistema Internacional de Unidades (SI) terem sido redefinidas ao longo dos anos com base em constantes fundamentais da natureza ou propriedades atômicas, a definição do quilograma permaneceu baseada em um artefato humano desde o final do século XIX.

Isso, entretanto, muda hoje. Por ocasião do Dia Mundial da Metrologia, que celebra a assinatura da Convenção do Metro, em 1875, o quilograma recebeu uma nova definição. A partir de agora, ele será baseado na medição mais precisa já feita da constante de Planck, que pode ser expressa em termos de unidades do quilograma, do metro e do segundo, do SI. Como estas duas últimas unidades já são definidas por constantes de natureza, o valor de um quilograma pode ser obtido sem dependência de um artefato como referência.

Medir a constante de Planck com uma precisão de dez partes por bilhão, porém, exigiu décadas de trabalho de equipes internacionais em todos os continentes, e a Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN) desempenhou um pequeno papel nessa colaboração.

Em 1975, o físico britânico Bryan Kibble propôs a construção de um dispositivo, primeiramente conhecido como “balança de watt” e agora chamado de “balança de Kibble” em sua homenagem, para medir a constante de Planck de forma extremamente precisa, com base no IPK. Após realizar a medição, o valor da constante de Planck poderia ser fixado e as definições invertidas, removendo a dependência do quilograma do IPK.

Várias balanças de Kibble foram construídas ao redor do mundo para comparar as medidas, incluindo uma na Suíça. O Instituto Federal de Metrologia da Suíça (METAS) trabalhou em seu projeto da balança de Kibble por quase duas décadas, liderado por Ali Eichenberger e Henri Baumann. Conhecendo a experiência do CERN com sistemas magnéticos, Eichenberger e Baumann entraram em contato com a organização para ajudar no desenvolvimento dos ímãs necessários.

“Estou extremamente orgulhoso por ter participado desta aventura”, disse Davide Tommasini, do grupo de Ímãs, Supercondutores e Criostatos do CERN, que esteve diretamente envolvido no projeto. “Não sei se a redefinição do quilograma terá um impacto direto nos experimentos no CERN, mas o passado nos ensina que há muitos novos avanços que, inicialmente, não revelam todo o seu potencial”.

Em 2018, a balança de Kibble no Canadá mediu a constante de Planck com a precisão necessária, permitindo uma combinação de medidas de todo o mundo para ajudar a estabelecer seu valor. Mas isso afeta o valor do quilograma? Na verdade, não.

“A constante de Plank foi medida em 6,626070150 × 10^-34 kg⋅m²/ s utilizando o IPK como padrão”, explicou Eichenberger. “Então, a partir de hoje, o quilograma permanecerá com o mesmo valor. Se o IPK se alterar com o tempo seu valor mudará, mas qualquer medição de massa terá uma incerteza da ordem de 20 partes por bilhão”.

Portanto, apesar de estarmos hoje diante de uma importante ocasião, digna de celebração, não se preocupe: você ainda não precisará recalibrar a balança de casa.

Para saber mais acesse o texto original divulgado pelo CERN, em inglês, em: https://home.cern/news/news/engineering/lock-planck-kilogram-has-new-definition.