किलोग्राम का अतीत और वर्तमान

एक किलोग्राम का वज़न कितना होता है? वैज्ञानिक सैकड़ों सालों से इस सरल सी दिखने वाली समस्या का पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं।

1795 में, फ्रांस ने एक कानून बनाया जिसके अनुसार “ग्राम” को “एक घन में पानी का पूर्ण भार माना गया जिसका आयतन बर्फ पिघलने के तापमान पर एक मीटर के सौवें हिस्से के बराबर होता है (यानी 0°C)। 1799 में, वैज्ञानिकों ने पाया कि पानी का आयतन सबसे अधिक स्थिर होता है जब पानी का घनत्व 4°C पर सबसे अधिक होता है, इसलिए किलोग्राम की परिभाषा बदलकर “4°C पर शुद्ध पानी के 1 क्यूबिक डेसीमीटर का द्रव्यमान” हो गई। इससे एक शुद्ध प्लैटिनम मूल किलोग्राम प्राप्त हुआ, किलोग्राम को उसके द्रव्यमान के बराबर परिभाषित किया जाता है, जिसे अभिलेखीय किलोग्राम कहा जाता है।

इस अभिलेखीय किलोग्राम का उपयोग 90 वर्षों से बेंचमार्क के रूप में किया जा रहा है। 1889 में, मेट्रोलॉजी पर पहले अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन ने अभिलेखीय किलोग्राम के सबसे करीब प्लैटिनम-इरिडियम मिश्र धातु प्रतिकृति को अंतर्राष्ट्रीय मूल किलोग्राम के रूप में मंजूरी दी। "किलोग्राम" का वजन प्लैटिनम-इरिडियम मिश्र धातु (90% प्लैटिनम, 10% इरिडियम) सिलेंडर द्वारा परिभाषित किया जाता है, जो लगभग 39 मिमी ऊंचाई और व्यास का होता है, और वर्तमान में पेरिस के बाहरी इलाके में एक तहखाने में संग्रहीत है।

अंतर्राष्ट्रीय मूल किलोग्राम

ज्ञानोदय के युग से ही सर्वेक्षण समुदाय एक सार्वभौमिक सर्वेक्षण प्रणाली स्थापित करने के लिए प्रतिबद्ध रहा है। हालाँकि भौतिक वस्तु को मापन बेंचमार्क के रूप में उपयोग करना एक व्यवहार्य तरीका है, क्योंकि भौतिक वस्तु को मानव निर्मित या पर्यावरणीय कारकों द्वारा आसानी से क्षतिग्रस्त किया जा सकता है, स्थिरता प्रभावित होगी, और मापन समुदाय हमेशा इस पद्धति को जल्द से जल्द त्यागना चाहता है।

किलोग्राम के लिए अंतरराष्ट्रीय मूल किलोग्राम परिभाषा को अपनाने के बाद, एक सवाल है जिसे लेकर मापविज्ञानियों में काफ़ी चिंता है: यह परिभाषा कितनी स्थिर है? क्या समय के साथ इसमें बदलाव होगा?

यह कहा जाना चाहिए कि यह प्रश्न द्रव्यमान इकाई किलोग्राम की परिभाषा की शुरुआत में उठाया गया था। उदाहरण के लिए, जब 1889 में किलोग्राम को परिभाषित किया गया था, तो अंतर्राष्ट्रीय भार और माप ब्यूरो ने 7 प्लैटिनम-इरिडियम मिश्र धातु किलोग्राम वजन का उत्पादन किया था, जिनमें से एक अंतर्राष्ट्रीय मूल किलोग्राम का उपयोग द्रव्यमान इकाई किलोग्राम को परिभाषित करने के लिए किया जाता है, और उसी सामग्री और उसी प्रक्रिया से बने अन्य 6 वजनों का उपयोग द्वितीयक बेंचमार्क के रूप में किया जाता है ताकि यह जांचा जा सके कि एक दूसरे के बीच समय के साथ बहाव है या नहीं।

साथ ही, उच्च परिशुद्धता प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, हमें अधिक स्थिर और सटीक माप की भी आवश्यकता है। इसलिए, भौतिक स्थिरांक के साथ अंतरराष्ट्रीय मूल इकाई को फिर से परिभाषित करने की योजना प्रस्तावित की गई थी। माप इकाइयों को परिभाषित करने के लिए स्थिरांक का उपयोग करने का मतलब है कि ये परिभाषाएँ अगली पीढ़ी की वैज्ञानिक खोजों की ज़रूरतों को पूरा करेंगी।

अंतर्राष्ट्रीय माप और तौल ब्यूरो के आधिकारिक आंकड़ों के अनुसार, 1889 से 2014 तक 100 वर्षों में, अन्य मूल किलोग्राम और अंतर्राष्ट्रीय मूल किलोग्राम की गुणवत्ता स्थिरता में लगभग 50 माइक्रोग्राम का परिवर्तन हुआ। इससे पता चलता है कि गुणवत्ता इकाई के भौतिक बेंचमार्क की स्थिरता के साथ एक समस्या है। हालाँकि 50 माइक्रोग्राम का परिवर्तन छोटा लगता है, लेकिन इसका कुछ उच्च-अंत उद्योगों पर बहुत बड़ा प्रभाव पड़ता है।

यदि किलोग्राम के भौतिक मानक को बदलने के लिए बुनियादी भौतिक स्थिरांक का उपयोग किया जाता है, तो द्रव्यमान इकाई की स्थिरता स्थान और समय से प्रभावित नहीं होगी। इसलिए, 2005 में, अंतर्राष्ट्रीय भार और माप समिति ने अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली की कुछ बुनियादी इकाइयों को परिभाषित करने के लिए बुनियादी भौतिक स्थिरांक के उपयोग के लिए एक रूपरेखा का मसौदा तैयार किया। यह अनुशंसा की जाती है कि द्रव्यमान इकाई किलोग्राम को परिभाषित करने के लिए प्लैंक स्थिरांक का उपयोग किया जाए, और सक्षम राष्ट्रीय स्तर की प्रयोगशालाओं को संबंधित वैज्ञानिक अनुसंधान कार्य करने के लिए प्रोत्साहित किया जाए।

इसलिए, 2018 के मेट्रोलॉजी पर अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन में, वैज्ञानिकों ने अंतरराष्ट्रीय प्रोटोटाइप किलोग्राम को आधिकारिक तौर पर बंद करने के लिए मतदान किया, और "किलोग्राम" को फिर से परिभाषित करने के लिए प्लैंक स्थिरांक (प्रतीक h) को नए मानक के रूप में बदल दिया।