Este oficial acum. Viteza luminii este de exact 299.762.458 metri pe secundă. Nu există nici o ambiguitate în această privință, nici una dintre acele ”bare de eroare” cu care oamenii de știință indică incertitudinile inerente fiecărei măsurători. Valoarea acestei constante naturale fundamentale a fost stabilită în mod arbitrar prin fiat internațional.

Cu toate acestea, adoptând o valoare fixă pentru viteza luminii, Conferința Generală a Greutăților și Măsurilor nu încearcă să preîntâmpine natura. În schimb, la 20 octombrie, a oferit lumii un standard de lungime mai precis, în care metrul este acum derivat din culoarea unui fascicul laser cu ajutorul vitezei luminii convenite.

Făcând acest lucru, conferința a făcut un pas uriaș spre simplificarea sistemului nostru de greutăți și măsuri, astfel încât cel puțin unele dintre unitățile de bază să se bazeze direct pe timp.

Metrul este acum definit oficial ca fiind distanța parcursă de lumină, în vid, în intervalul de timp incredibil de scurt de o secundă împărțită la 299.762.458. Astfel, unitățile de lungime folosite pentru a descrie înălțimea unui munte sau întinderea antebrațului tău sunt legate direct de secundă. Într-o bună zi, kilogramul, de exemplu, ar putea fi, de asemenea, bazat pe timp.

Astronomii sunt obișnuiți de mult timp să folosească timpul pentru a defini o unitate de lungime cu ajutorul vitezei luminii. Anul-lumină, prin care ei specifică distanța până la o stea, reprezintă distanța parcursă de lumină într-un an. Dar acest lucru nu s-a întâmplat până acum în cazul unităților de bază standard (cum ar fi metrul, kilogramul, secunda sau amperul) care, prin acord internațional, stau la baza tuturor celorlalte sisteme de măsurare. Chiar și anul-lumină se raportează, în cele din urmă, la metrul standard.

Până acum, acest standard a fost, în principiu, o lungime. Cândva a fost literalmente distanța dintre două semne de pe o bară de platină-iridiu ținută de Biroul Internațional de Greutăți și Măsuri din Paris. Până în 1960, însă, acest lucru devenise mult prea rudimentar pentru măsurătorile de precizie ale fizicienilor și astronomilor. Astfel, metrul a fost redefinit ca fiind 1.650.763,73 de lungimi de undă ale luminii portocalii-roșii emise de o lampă cu kripton-86 (kripton-86 fiind una dintre cele câteva forme ale acestui element). Acum, și acest standard a devenit prea imprecis pentru nevoile științei.

Acestă căutare a unei precizii din ce în ce mai mari este ceea ce i-a determinat pe metrologii să bazeze unitatea de lungime pe secundă, mai degrabă decât pe o distanță fizică reală. ”Principalul motiv pentru a face acest lucru este că secunda este cea mai precisă dintre toate unitățile de bază”, explică Kenneth W. Evenson de la Biroul Național de Standarde din SUA (NBS). Ea poate fi măsurată cu o precizie mai mare de o parte la 10.000 de miliarde. Criptometrul avea o precizie de aproximativ 4 părți la un miliard.

Instrumentul cheie în legarea contorului de secundă este laserul. Lungimea de undă a luminii este legată matematic de frecvența sa – lungimea de undă este doar viteza luminii împărțită la frecvență. Iar frecvența, spune Evenson, poate fi măsurată de 1, 000 până la 10.000 de ori mai precis decât poate fi măsurată lungimea de undă.

Un laser oferă tipul de sursă de lumină pură și stabilă necesară pentru această muncă de precizie. Apoi, cu ajutorul unei oglinzi, această lumină poate fi făcută să interacționeze cu ea însăși pentru a produce un model caracteristic de linii luminoase și întunecate numite franje. Distanța dintre aceste franje este direct legată de lungimea de undă a luminii. Și din moment ce lungimea de undă este calculată cu exactitate din frecvența luminii, un metrolog trebuie doar să numere numărul corespunzător de franje – adică numărul corespunzător de lungimi de undă – pentru a stabili un metru standard, explică Evenson.

Din moment ce măsurarea frecvenței este direct legată de măsurarea timpului, acuratețea măsurătorilor de frecvență și, prin urmare, precizia contorului etalon, este acum legată direct de precizia ceasului atomic, cel mai precis dintre toate standardele actuale pentru greutăți și măsuri.

Lucrarea lui Evenson și a colegilor săi de la laboratorul NBS din Boulder, Colo, a contribuit la încurajarea Conferinței Generale a Greutăților și Măsurilor să adopte noua definiție a metrului. Deja, spune el, metrul standard este de 10 ori mai precis decât atunci când se baza pe lungimea de undă a luminii kriptonice. El adaugă că ar trebui să existe puține dificultăți în obținerea unei alte îmbunătățiri de 10 ori a preciziei.

Dar ce se întâmplă cu alte unități? Este realist să se încerce să se bazeze kilogramul pe măsurători de timp, de exemplu, acum că acest lucru a fost făcut pentru metru? Evenson spune că nu-și poate imagina cum se poate face acest lucru pentru gradele de temperatură sau amperi de curent electric. Dar el spune că ar putea fi posibil să se facă acest lucru pentru kilogram prin măsurarea distanței dintre atomi în cristalele de siliciu. Dacă numărul de atomi dintr-un volum standard al unui astfel de cristal ar putea fi măsurat cu exactitate, aceasta ar putea fi o modalitate de a defini masa (adică kilogramul) în termeni de lungime. Astfel, spune Evenson, cu metrul și kilogramul legate de secundă, ”s-ar putea face o treabă destul de bună pentru a reduce numărul de unități de bază în termeni de secundă”.”

.