Cam­bia­no le de­fi­ni­zio­ni di chi­lo e me­tro

Corriere della Sera - La Lettura - - Il Dibattito Delle Idee - Di IDA BOZZI

Una sin­go­la­re ri­vo­lu­zio­ne è al­le por­te. Sa­rà dif­fi­ci­le no­tar­la nel­la vi­ta quo­ti­dia­na, vi­sto che non ci co­strin­ge­rà a re­go­la­re la bi­lan­cia di ca­sa o l’oro­lo­gio, ma per gli scien­zia­ti di tutto il mon­do por­te­rà un cam­bia­men­to fon­da­men­ta­le. E po­si­ti­vo. Ec­co che co­sa sta per ac­ca­de­re: la 26ª Cg­pm, Con­fe­ren­za ge­ne­ra­le dei pe­si e del­le mi­su­re (che si riu­ni­rà a Ver­sail­les, vi­ci­no a Parigi, da mar­te­dì 13 a ve­ner­dì 16 no­vem­bre) ha all’or­di­ne del gior­no la «Re­vi­sio­ne del Si­ste­ma in­ter­na­zio­na­le del­le uni­tà di mi­su­ra», con cui sa­ran­no abro­ga­te le at­tua­li de­fi­ni­zio­ni di set­te uni­tà di mi­su­ra fon­da­men­ta­li— il chi­lo­gram­mo, l’am­pe­re, il kel­vin, la mo­le, il se­con­do, il me­tro e la can­de­la. Che su­bi­to sa­ran­no so­sti­tui­te da de­fi­ni­zio­ni del tutto nuo­ve (per il kg, l’am­pe­re, il Kel­vin e la mo­le) op­pu­re ri­vi­ste a li­vel­lo for­ma­le (per il me­tro, il se­con­do e la can­de­la).

Il per­cor­so che ha con­dot­to a que­sta riu­nio­ne de­ci­si­va è sta­to lun­go e com­ples­so, ini­zia­to quan­do un’al­tra Con­fe­ren­za Cg­pm, quel­la del 2011, ha ap­pro­va­to all’una­ni­mi­tà la ne­ces­si­tà di pro­ce­de­re al­la re­vi­sio­ne. So­no se­gui­ti an­ni di la­vo­ro, con una ri­gi­da pro­ce­du­ra: espe­ri­men­ti di­ver­si e in­di­pen­den­ti sul­le nuo­ve uni­tà pro­po­ste, ca­li­bra­tu­re e stu­di che for­nis­se­ro ri­sul­ta­ti con­si­sten­ti, va­ri pas­sag­gi di va­li­da­zio­ne. Di­ver­si co­mi­ta­ti con­sul­ti­vi all’in­ter­no del Ci­pm (uno de­gli or­ga­ni­smi del­la Con­ven­zio­ne del Me­tro co­me la stes­sa Con­fe­ren­za ge­ne­ra­le dei pe­si e del­le mi­su­re) si so­no già espres­si po­si­ti­va­men­te sul­la ri­de­fi­ni­zio­ne. An­che l’at­mo­sfe­ra è quel­la del­le gran­di oc­ca­sio­ni: il Lne, La­bo­ra­toi­re Na­tio­nal de Mé­tro­lo­gie et d’Es­sais di Parigi, da me­si or­ga­niz­za in­con­tri sul te­ma (il pros­si­mo è il 29 no­vem­bre al­le 18.30, rue Ga­ston Bois­sier 1), men­tre il Mu­sée des Arts et Mé­tiers pro­po­ne la mo­stra Sur me­su­re, les 7 uni­tés du Mon­de, aper­ta fi­no al 5 mag­gio 2019 (rue Réau­mur 60). Una vol­ta ap­pro­va­ta la re­vi­sio­ne dal­la Con­fe­ren­za di Parigi, le nuo­ve de­fi­ni­zio­ni en­tre­ran­no in vi­go­re il 20 mag­gio 2019.

Be­nin­te­so, il chi­lo­gram­mo pe­se­rà sem­pre un chi­lo, il me­tro sa­rà sem­pre lun­go un me­tro e co­sì via. Quel­lo che cam­bie­rà sa­rà la lo­ro de­fi­ni­zio­ne uf­fi­cia­le e ri­co­no­sciu­ta. A spie­ga­re a «la Let­tu­ra» che co­sa cam­bia in un am­bi­to co­sì com­ples­so è Lu­ca Cal­le­ga­ro, in­ge­gne­re elet­tro­ni­co, ri­cer­ca­to­re dell’ita­lia­no In­rim, Isti­tu­to Na­zio­na­le di Ri­cer­ca Me­tro­lo­gi­ca, do­ve è re­spon­sa­bi­le del­la di­vi­sio­ne Na­no­scien­ze e Ma­te­ria­li, e chair­man del Tech­ni­cal Com­mit­tee for Elec­tri­ci­ty and Ma­gne­ti­sm (Tc-Em) dell’Eu­ra­met, l’as­so­cia­zio­ne eu­ro­pea de­gli isti­tu­ti me­tro­lo­gi­ci. Si oc­cu­pa di me­tro­lo­gia del­le gran­dez­ze elet­tri­che ed è re­spon­sa­bi­le dei Cam­pio­ni na­zio­na­li ita­lia­ni di im­pe­den­za elet­tri­ca.

«È da più di die­ci an­ni — spie­ga Cal­le­ga­ro — che si la­vo­ra a que­sta ri­de­fi­ni­zio­ne, per­ché il SI (Si­ste­ma in­ter­na­zio­na­le di uni­tà di mi­su­ra) at­tua­le è “mi­sto”. La de­fi­ni­zio­ne del­le set­te uni­tà di ba­se è co­strui­ta per al­cu­ne uni­tà in­tor­no a co­stan­ti fon­da­men­ta­li di na­tu­ra, o a pro­prie­tà di un ma­te­ria­le, o a espe­ri­men­ti idea­liz­za­ti; nel ca­so del chi­lo­gram­mo, a un sin­go­lo og­get­to fi­si­co. Il chi­lo­gram­mo è la mas­sa del “pro­to­ti­po in­ter­na­zio­na­le”, un ci­lin­dro di pla­ti­no-iri­dio co­strui­to nel 1875 e con­ser­va­to al Bu­reau In­ter­na­tio­nal des Poids et Me­su­res di Sè­vres, Parigi. Il pro­to­ti­po in­ter­na­zio­na­le è uni­co e ir­ri­pe­ti­bi­le, e per de­fi­ni­zio­ne è il chi­lo­gram­mo; ma è un og­get­to, e può es­se­re dan­neg­gia­to o di­strut­to da even­ti ester­ni. So­prat­tut­to, non sap­pia­mo se la sua mas­sa sia co­stan­te: ci so­no in­di­zi per ri­te­ne­re che sia ca­la­ta di una cin­quan­ti­na di mi­cro­gram­mi nei suoi 140 an­ni di vi­ta. Nel frat­tem­po scien­za e tec­no­lo­gia so­no pro­gre­di­te, e ap­pa­re ne­ces­sa­rio ri­pren­de­re le de­fi­ni­zio­ni del­le uni­tà di mi­su­ra e ren­de­re più omo­ge­neo il si­ste­ma. Le nuo­ve de­fi­ni­zio­ni as­si­cu­ra­no la con­ti­nui­tà: la “ta­glia” del chi­lo­gram­mo, e di tut­te le al­tre uni­tà, re­sta quel­la di pri­ma».

Pre­mes­sa: il chi­lo­gram­mo, l’uni­tà di mi­su­ra del­la mas­sa, è quel pro­to­ti­po che sta a Sè­vres (fo­to nel­la pa­gi­na suc­ces­si­va). E il gra­do Kel­vin, usa­to per mi­su­ra­re la

tem­pe­ra­tu­ra, si cal­co­la da uno sta­to dell’ac­qua, ele­men­to del­la na­tu­ra. In­ve­ce, al­tre uni­tà di mi­su­ra si cal­co­la­no — e si co­strui­sco­no, per­ché ser­vo­no all’in­du­stria e al­la scien­za — a par­ti­re da co­stan­ti fi­si­che pre­ci­se con va­lo­ri fis­sa­ti. Una me­sco­lan­za di og­get­ti, fe­no­me­ni na­tu­ra­li, co­stan­ti fis­se, che ap­pa­re po­co coe­ren­te agli scien­zia­ti, e po­co af­fi­da­bi­le. «Il “se­con­do” — il­lu­stra Cal­le­ga­ro — ve­ni­va de­fi­ni­to in ter­mi­ni di gior­no so­la­re me­dio; poi, con i pri­mi oro­lo­gi al quar­zo, ci si è ac­cor­ti che le gior­na­te non so­no tut­te ugua­li, e che il pe­rio­do di ro­ta­zio­ne del­la Ter­ra non è co­stan­te. La Ter­ra sta ral­len­tan­do, e — più o me­no ogni an­no — il co­sid­det­to ”se­con­do in­ter­ca­la­re”, vie­ne ag­giun­to per com­pen­sa­re ta­le ral­len­ta­men­to. La de­fi­ni­zio­ne del se­con­do ba­sa­ta sul gior­no so­la­re non era suf­fi­cien­te­men­te ac­cu­ra­ta».

Le nuo­ve de­fi­ni­zio­ni del­le uni­tà di mi­su­ra sa­ran­no tut­te le­ga­te a co­stan­ti fi­si­che (e il chi­lo­gram­mo di pla­ti­no-iri­dio an­drà in pen­sio­ne). Ma ci so­no al­tri mo­ti­vi per cui il rin­no­va­men­to è at­te­so, spie­ga Cal­le­ga­ro: «Dal mo­men­to in cui en­tre­rà in vi­go­re la nuo­va de­fi­ni­zio­ne, le uni­tà di mi­su­ra po­tran­no es­se­re rea­liz­za­te da chiun­que: o me­glio, i laboratori di me­tro­lo­gia po­tran­no rea­liz­za­re le uni­tà di mi­su­ra per co­sì di­re ”in ca­sa” (po­sto che vi sia­no le ca­pa­ci­tà per far­lo, ov­via­men­te). Le uni­tà si po­tran­no rea­liz­za­re nei sin­go­li laboratori, sen­za ri­fe­rir­si ver­so l’ester­no».

E c’è un al­tro van­tag­gio. Usia­mo an­co­ra l’esem­pio del chi­lo­gram­mo: fi­no­ra, ogni co­pia del ci­lin­dro di Sè­vres è più o me­no iden­ti­ca all’ori­gi­na­le. «I cam­pio­ni da 1 kg si con­fron­ta­no sul­le bi­lan­ce con­tem­po­ra­nee con in­cer­tez­ze pic­co­lis­si­me, dell’or­di­ne di par­ti per mi­liar­do. Ma se si è in­te­res­sa­ti a mas­se più pic­co­le, nel­la sca­la dei mil­li­gram­mi o mi­cro­gram­mi, que­ste mas­se si ri­ca­va­no ”sca­lan­do” il kg di mol­te de­ca­di, una de­ca­de per vol­ta: dal chi­lo­gram­mo ai 100 gram­mi, e poi ai 10 gram­mi, e co­sì via... A ogni pas­sag­gio l’in­cer­tez­za au­men­ta». E quell’er­ro­re mi­nu­sco­lo co­min­cia a pe­sa­re. «Nel nuovo si­ste­ma in­ve­ce io pos­so rea­liz­za­re le nuo­ve uni­tà di mas­sa non a li­vel­lo del chi­lo­gram­mo, ma già a li­vel­lo del mil­li­gram­mo, o del mi­cro­gram­mo: cioè, l’uni­tà può es­se­re rea­liz­za­ta di­ret­ta­men­te nell’or­di­ne di gran­dez­za che ci ser­ve. La nuo­va im­po­sta­zio­ne apri­rà la stra­da a ul­te­rio­ri svi­lup­pi tec­no­lo­gi­ci de­gli stru­men­ti di mi­su­ra, an­che com­mer­cia­li. Alcuni stru­men­ti esi­sto­no già (ad esem­pio l’oro­lo­gio ato­mi­co), al­tri po­tran­no es­se­re svi­lup­pa­ti in fu­tu­ro».

«Nel nuovo si­ste­ma — con­ti­nua Cal­le­ga­ro — sa­rà pos­si­bi­le rea­liz­za­re l’uni­tà di mas­sa con­tan­do quan­ti ato­mi so­no con­te­nu­ti in una sfe­ra di si­li­cio. Non si con­ta­no a uno a uno: ma co­no­scen­do il dia­me­tro del­la sfe­ra e il pas­so re­ti­co­la­re del si­li­cio, si può cal­co­la­re quan­ti ato­mi ci so­no nel­la sfe­ra. Oc­cor­ro­no ato­mi di si­li­cio tut­ti ugua­li, e quin­di le sfe­re so­no fat­te di so­lo si­li­cio 28. Il nostro isti­tu­to, l’IN­RiM, è lea­der mon­dia­le per quan­to ri­guar­da la mi­su­ra­zio­ne del pa­ra­me­tro re­ti­co­la­re del si­li­cio. Al­tri isti­tu­ti so­no lea­der nel­la mi­su­ra­zio­ne del dia­me­tro del­la sfe­ra... Il nuovo si­ste­ma raf­for­za mol­tis­si­mo la col­la­bo­ra­zio­ne tra isti­tu­ti».

E tra Pae­si. Ec­co: in que­sta ri­for­ma c’è lo spi­ri­to uni­ver­sa­li­sti­co di una ri­vo­lu­zio­ne, la Ri­vo­lu­zio­ne fran­ce­se, per la pre­ci­sio­ne. Due an­ni do­po la pre­sa del­la Ba­sti­glia, l’As­sem­blea na­zio­na­le sta­bi­lì, nel 1791, l’as­sun­zio­ne di un’unica mi­su­ra di lun­ghez­za per tut­ti, il me­tro, in un tem­po in cui le mi­su­re ver­sa­va­no nel caos. «All’epo­ca la de­fi­ni­zio­ne del­le uni­tà — con­clu­de Cal­le­ga­ro — era le­ga­ta al po­te­re: per esem­pio, la iar­da in­gle­se cor­ri­spon­de­va, al­me­no per la tra­di­zio­ne, al­la lun­ghez­za del brac­cio di re En­ri­co I. La Ri­vo­lu­zio­ne ha spez­za­to ideal­men­te il le­ga­me col po­te­re, de­fi­nen­do uni­tà di mi­su­ra di tut­ti e per tut­ti: si de­ci­se che la lun­ghez­za del me­tro fos­se un de­ci­mi­lio­ne­si­mo del me­ri­dia­no ter­re­stre dal Po­lo all’Equa­to­re. In li­nea di prin­ci­pio chiun­que può mi­su­ra­re la Ter­ra, l’uni­tà è uni­ver­sa­le. In un cer­to sen­so il chi­lo­gram­mo di og­gi è un po’ co­me il brac­cio di En­ri­co I, un og­get­to uni­co e ir­ri­pe­ti­bi­le, qua­si inac­ces­si­bi­le (vie­ne uti­liz­za­to ogni tren­ti­na d’an­ni cir­ca); se si al­te­ra o si di­strug­ge l’uni­tà di mi­su­ra si per­de. Ec­co, que­sta nuo­va ri­de­fi­ni­zio­ne è il ten­ta­ti­vo di sgan­ciar­si da tutto ciò».

Ida Bozzi

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