Unità di misura: il contributo dell'Inrim di Torino alla nuova definizione del chilogrammo

Unità di misura: il contributo dell'Inrim di Torino alla nuova definizione del chilogrammo

Attualità Torino Lunedì 26 novembre 2018

© BIPM, Bureau International des Poids et Mesure

Torino - Un traguardo scientifico che sarà ricordato nei decenni futuri, e una piccola grande tappa del percorso affascinante della scienza nel suo costante migliorare e approfondire. Si tratta dell’approvazione, il 16 novembre 2018 a Versailles, del nuovo Sistema Internazionale delle unità di misura (il SI), risultato di un vertice che ha visto riuniti nella Conferenza generale sui pesi e le misure 62 paesi, tra cui l’Italia, rappresentata dal torinese Inrim, Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica.

Ma qual è, precisamente, la novità rivoluzionaria? Si tratta di una ridefinizione, più accurata, delle sette unità di misura: chilogrammo, metro, secondo, ampere, kelvin, mole e candela, dal 20 maggio 2019 misurate tutte in termini di costanti fisiche e non più sulla base di artefatti, come il famoso chilogrammo di platino-iridio conservato a Parigi, oggetti suscettibili di un cambio nel tempo e dunque di misurazioni non precise. Un traguardo che lancia alla metrologia la sfida per un futuro dove le misurazioni potranno stare al passo con sviluppi della scienza e della tecnologia di avanguardia. Non cambierà nulla nella vita quotidiana di chi misura: a mutare non sono infatti le unità di misura, ma le loro definizioni, verso un nuovo paradigma che le renderà, poiché riferite a costanti fisiche, immutabili nel tempo e nello spazio.

«Il Sistema Internazionale delle unità di misura definisce le sette unità di base da cui derivano tutte le altre misure – spiega Marco Pisani, ricercatore all’Inrim e divulgatore scientifico – fino a qualche giorno fa le unità di misura erano definite in modi vari: alcune attraverso degli artefatti, come il chilogrammo, che oggi rappresenta la rivoluzione più grossa, altre attraverso esperimenti complessi, come l’ampere, altre ancora erano già definite attraverso costanti fisiche, per esempio il tempo, misurato con orologi atomici in grado di contare le oscillazioni di frequenza di un atomo di cesio. Quell’atomo è uguale a tutti gli altri atomi di cesio dell’universo: se definisco quindi il secondo attraverso le vibrazioni dell’atomo, ho ottenuto una definizione universale».

Ecco dunque lo spirito dal quale lo stesso sistema metrico decimale è stato istituito all’epoca della Rivoluzione Francese e poi esportato in tutto il mondo: per garantire misure universali. Ne avrebbero giovato la scienza, ma anche i commerci e l’industria, che sono ancora oggi gli orizzonti a cui il cambiamento epocale rappresentato dal cambio di definizione mira.

«Legando un’unità di misura a una costante fisica – prosegue Marco Pisani – si realizza davvero un’unità di misura universale. È vero, può essere più o meno difficile costruire un orologio atomico, ma abbiamo la ricetta, e potenzialmente anche in un altro luogo nell’universo sarebbe possibile costruirne uno». Lo stesso processo che oggi riguarda da vicino il chilogrammo ha visto coinvolto anche il metro, nel secolo scorso definito attraverso una porzione di meridiano terrestre, ma oggi costruito sulla velocità della luce, una costante universale, ovvero lo spazio percorso in una frazione di secondo dalla luce.

Pisani sottolinea come in realtà quello concluso lo scorso 16 novembre sia un processo iniziato proprio durante la Rivoluzione Francese: «adesso tutte le sette unità di misura sono definite attraverso una costante fisica. Il chilogrammo è così legato alla costante fisica di Planck (h): in ogni laboratorio del mondo sarà possibile costruire un esperimento dove, attraverso questa costante, ottenere una bilancia in grado di pesare il chilogrammo. In pratica si userà una bilancia speciale, che riuscirà a pesare non attraverso il confronto con un artefatto, ma con misure elettriche che la legano alla costante».

Per mettere a punto le nuove strumentazioni c’è ancora tempo: sarà infatti solo dal 20 maggio 2019, Giornata della Metrologia e anniversario della Convenzione del Metro del 1875, che saranno operative le nuove unità di misura. Niente panico: non cambierà nulla per chi peserà la frutta al supermercato o utilizzerà la bilancia della farmacia. L’unica rivoluzione sarà quella che riguarderà da vicino gli scienziati e i metrologi, che non dovranno più confrontarsi con il chilogrammo originale di Parigi ma, attraverso la costante di Planck, potranno ottenere e realizzare misurazioni sempre più accurate.

«Il cambiamento riguarderà la definizione – specifica ancora Pisani – l’impatto si verificherà poi su tutte quelle ricerche avanzate che richiedono misurazioni molto accurate». La scienza sarà uno degli ambiti più coinvolti, ma, come fa notare il ricercatore, il cambiamento ricadrà anche sul piano della giustizia sociale, permettendo a tutta l’umanità – e in linea teorica anche ad eventuali marziani – di costruire le proprie unità di misura senza essere legati a oggetti.

Il ruolo dell’Inrim di Torino, in questa rivoluzione metrologica, è davvero importante, e riguarda proprio il chilogrammo e la sua definizione attraverso la costante di Planck, al cui studio l’Istituto ha dedicato trent’anni di ricerche con esperimenti complessi. «Siamo 150 tra ricercatorie tecnici e, nell’ambito dell'organizzazione metrologica internazionale, ci confrontiamo con i nostri omologhi nel resto del mondo – racconta Pisani – nei nostri laboratori ci occupiamo di moltissimi campi relativi alle unità di misura, in particolare di quelle fondamentali. C’è il gruppo che studia le misure di lunghezza, le misure di massa e così via: le cose che si possono misurare sono infinite, ogni nostra ricerca è legata all’obiettivo di migliorare queste misure il più possibile, siano esse elettriche, meccaniche, ottiche o chimiche. Sviluppiamo strumenti, tecnologie, inventiamo dispositivi che permettano di fare misure sempre più accurate, utili alla scienza e all’industria. Ecco perché il risultato del cambio di definizione del chilogrammo rappresenta in pieno il valore del nostro lavoro, perché si è arrivati a utilizzare una costante universale».

Adesso è tempo di scoprire, e continuare a misurare con sempre più accuratezza, per permettere alla scienza di solcare i mari della conoscenza e di solleticare la curiosità umana, ma anche per rimediare a tanti errori creati dall’uomo stesso. Il cambiamento climatico in corso, per esempio, un fenomeno complesso che proprio per le sue caratteristiche e per le necessità urgenti di studio richiederà sempre più accurati rilevamenti di dati e misure. E se nell’orizzonte più immediato la metrologia può prefigurare innovazione e tecnologia avanzata a servizio dell’uomo, è spingendosi più in là che la scienza si mescola con il fascino della scoperta, nel futuro dove misure sempre più accurate permetteranno di valicare nuovi confini della conoscenza.

Potrebbe interessarti anche: , La Mole Antonelliana diventa un grande schermo: il videomapping con la Storia del Cinema , Treni Piemonte: Frecciarossa per la Puglia e Bardonecchia, novità dei regionali e orari , BBBell: telefonia e internet ultraveloce anche in Val Susa e Val Sangone , Aeroporto Caselle di Torino: due nuovi voli per l'estate 2020 con Volotea , Scuola Holden, la Special Edition per il 2020/2021 tra corsi e sconti

Scopri cosa fare oggi a Torino consultando la nostra agenda eventi.
Hai programmi per il fine settimana? Scopri gli eventi del weekend a Torino.