To już oficjalne. Prędkość światła wynosi dokładnie 299,762,458 metrów na sekundę. Nie ma w tym żadnej dwuznaczności, żadnego z tych „pasków błędu”, za pomocą których naukowcy wskazują niepewność nieodłącznie związaną z każdym pomiarem. Wartość tej fundamentalnej naturalnej stałej została arbitralnie ustalona przez międzynarodowe fiat.

Ale przyjmując stałą wartość dla prędkości światła, Generalna Konferencja Miar i Wag nie próbuje uprzedzić natury. Zamiast tego, na 20 października, to dał światu bardziej dokładny standard długości, w którym metr teraz pochodzi od koloru wiązki laserowej z pomocą uzgodnionej prędkości światła.

W to, konferencja podjęła gigantyczny krok w kierunku uproszczenia naszego systemu wag i miar tak, że przynajmniej niektóre z podstawowych jednostek są oparte bezpośrednio na time.

The metr teraz jest oficjalnie zdefiniowany jako odległość światło podróżuje, w próżni, w niewiarygodnie krótkim przedziale czasowym jednej sekundy podzielonej przez 299,762,458. Tak więc jednostki długości używane do opisania wysokości góry lub zasięgu twojego przedramienia są związane bezpośrednio z sekundą. Pewnego dnia kilogram, na przykład, może być również oparty na czasie.

Astronomowie od dawna są przyzwyczajeni do używania czasu do definiowania jednostki długości z pomocą prędkości światła. Rok świetlny, za pomocą którego określają odległość do gwiazdy, to odległość, jaką światło pokonuje w ciągu roku. Dotychczas nie było tak w przypadku standardowych jednostek podstawowych (takich jak metr, kilogram, sekunda czy amper), które na mocy międzynarodowego porozumienia stanowią podstawę wszystkich innych systemów miar. Nawet rok świetlny jest ostatecznie odniesiony do standardowego metra.

Do tej pory, ten standard był w zasadzie długością. Kiedyś była to dosłownie odległość między dwoma znakami na platynowo-irydowym pasku utrzymywanym przez Międzynarodowe Biuro Miar i Wag w Paryżu. Jednak do 1960 roku stało się to zbyt prymitywne dla precyzyjnych pomiarów dokonywanych przez fizyków i astronomów. Zdefiniowano więc ponownie metr jako 1,650,763.73 długości fali pomarańczowo-czerwonego światła emitowanego przez lampę z kryptonem-86 (krypton-86 jest jedną z kilku form tego pierwiastka). Teraz ten standard stał się również zbyt nieprecyzyjny dla potrzeb nauki.

To poszukiwanie coraz większej precyzji jest tym, co skłoniło metro-logów do oparcia jednostki długości na sekundzie, a nie na rzeczywistej fizycznej odległości. Głównym powodem jest to, że sekunda jest najdokładniejszą ze wszystkich jednostek podstawowych” – wyjaśnia Kenneth W. Evenson z amerykańskiego Narodowego Biura Standardów (NBS). Można ją zmierzyć z dokładnością lepszą niż jedna część na 10 000 miliardów. Kryptonowy miernik był dokładny do około 4 części na miliard.

Kluczowym narzędziem w wiązaniu miernika z sekundą jest laser. Długość fali światła jest związana matematycznie z jego częstotliwością – długość fali to po prostu prędkość światła podzielona przez częstotliwość. A częstotliwość, mówi Evenson, może być mierzona 1, 000 do 10,000 razy tak dokładnie jak długość fali.

Laser zapewnia rodzaj czystego, stabilnego źródła światła potrzebnego do tej precyzyjnej pracy. Następnie, przy użyciu lustra, to światło może być wykonane do interakcji z siebie do produkcji charakterystycznego wzoru jasnych i ciemnych linii zwanych fringes. Odstępy między tymi liniami są bezpośrednio związane z długością fali światła. A ponieważ długość fali jest dokładnie obliczana na podstawie częstotliwości światła, metrolog musi tylko policzyć odpowiednią liczbę frędzli – czyli odpowiednią liczbę długości fali – aby ułożyć standardowy miernik, wyjaśnia Evenson.

Ponieważ pomiar częstotliwości jest bezpośrednio związany z pomiarem czasu, dokładność pomiaru częstotliwości, a tym samym precyzja standardowego miernika, jest teraz związana bezpośrednio z precyzją zegara atomowego, najbardziej precyzyjnego ze wszystkich obecnych wzorców wag i miar.

Praca Evensona i jego kolegów z laboratorium NBS w Boulder, Colo…, pomogła zachęcić Generalną Konferencję Miar i Wag do przyjęcia nowej definicji metra. Już teraz, jak mówi, standardowy miernik jest 10 razy dokładniejszy niż wtedy, gdy był oparty na długości fali światła kryptonu. Dodaje on, że powinno być niewiele trudności w uzyskaniu kolejnej dziesięciokrotnej poprawy dokładności.

Ale co z innymi jednostkami? Czy realistyczna jest próba oparcia kilograma na pomiarach czasu, na przykład, teraz, gdy zostało to zrobione dla metra? Evenson mówi, że nie może sobie wyobrazić, jak to zrobić dla stopni temperatury lub amperów prądu elektrycznego. Ale twierdzi, że może być to możliwe dla kilograma poprzez pomiar odległości pomiędzy atomami w kryształach krzemu. Jeśli udałoby się dokładnie zmierzyć liczbę atomów w standardowej objętości takiego kryształu, mógłby to być sposób na zdefiniowanie masy (czyli kilograma) w kategoriach długości. W ten sposób, mówi Evenson, z metrem i kilogramem związanymi z sekundą, ”można by wykonać całkiem niezłą robotę, redukując liczbę jednostek podstawowych pod względem sekundy”

.