b'\n_START_ARTICLE_\nKilogram\n_START_SECTION_\nTeoretsko ozadje\n_START_PARAGRAPH_\nKilogram je enota mase, lastnosti, ki jo bolj obi\xc4\x8dajno opisujemo z na\xc5\xa1im dojemanjem te\xc5\xbee predmeta. Masa je inercijska sila; to pomeni, da je povezana s te\xc5\xbenjo mirujo\xc4\x8dega predmeta, da ostane v mirovanju oz. premikajo\xc4\x8dega se predmeta, da se premika s konstantno hitrostjo, \xc4\x8de nanj ne deluje nobena sila. Skladno z Newtonovimi zakoni gibanja in ena\xc4\x8dbo  (drugi Newtonov zakon), bo objekt z maso (m) enega kilograma pri\xc4\x8del pospe\xc5\xa1evati (a) s stopnjo 1 m/s\xc2\xb2, \xc4\x8de bo nanj delovala sila F enega newtona\xe2\x80\x93pribli\xc5\xbeno desetina Zemljinega te\xc5\xbenega pospe\xc5\xa1ka._NEWLINE_Te\xc5\xbea objekta je torej odvisna od jakosti lokalnega te\xc5\xbenostnega polja, masa pa je neodvisna od te\xc5\xbenosti, saj je mera koli\xc4\x8dine snovi, ki jo objekt vsebuje. Skladno s tem za astronavta dale\xc4\x8d stran od Zemlje dr\xc5\xbeati kilogramski objekt nad tlemi ne bo predstavljalo nobenega napora (objekt bo brezte\xc5\xbeen), \xc5\xa1e vedno pa bo moral uporabiti desetkrat tolik\xc5\xa1no silo, da bo premaknil desetkilogramski objekt z enakim pospe\xc5\xa1kom kot kilogramski objekt._NEWLINE_Ker je na vsaki to\xc4\x8dki na Zemlji te\xc5\xbea objekta sorazmerna z njegovo maso, lahko maso izmerimo s primerjavo njegove te\xc5\xbee s te\xc5\xbeo standardnega objekta, ki ima dogovorjeno maso v kilogramih. Ravnote\xc5\xbena tehtnica poka\xc5\xbee razmerje med silo te\xc5\xbenosti, ki deluje na oba objekta, to razmerje pa je enako razmerju mas obeh objektov.\n_START_SECTION_\nZgodovina\n_START_PARAGRAPH_\nZamisel uporabe prostorninske enote vode za definiranje enote mase je predlagal angle\xc5\xa1ki filozof John Wilkins leta 1668, kot na\xc4\x8din, kako bi povezali fizikalni koli\xc4\x8dini maso in dol\xc5\xbeino. 7. aprila 1795 je bil po odredbi francoske vlade gram definiran kot absolutna te\xc5\xbea koli\xc4\x8dine \xc4\x8diste vode, enake kocki s stranico stotine metra in pri temperaturi taljenja ledu.\n_START_SECTION_\nKilogramme des Archives\n_START_PARAGRAPH_\nKer se v praksi obi\xc4\x8dajno trguje s predmeti, ki so mnogo masivnej\xc5\xa1i od enega grama, in ker bi bil standard, osnovan na ve\xc4\x8dji koli\xc4\x8dini vode, nepriro\xc4\x8den ter nestabilen, je regulacija trgovanja zahtevala izdelavo prakti\xc4\x8dne realizacije na vodi osnovane definicije mase. Zato so Francozi izdelali za\xc4\x8dasni standard v obliki kovinskega predmeta s tiso\xc4\x8dkratno maso grama \xe2\x80\x93 kilogram. Hkrati so zadol\xc5\xbeili fizike, naj natan\xc4\x8dno dolo\xc4\x8dijo maso kubi\xc4\x8dnega decimetra (litra) vode. V prvotnem odloku je bila dolo\xc4\x8dena voda pri 0\xc2\xa0\xc2\xb0C \xe2\x80\x94 najstabilnej\xc5\xa1i temperaturni to\xc4\x8dki, francoski kemik Louis Lef\xc3\xa8vre-Gineau in italijanski prirodoslovec Giovanni Fabbroni pa sta po ve\xc4\x8d letih raziskav leta 1799 spremenila standard, da je dolo\xc4\x8dal vodo pri najstabilnej\xc5\xa1i gostotni to\xc4\x8dki, torej temperaturi, pri kateri voda dose\xc5\xbee najve\xc4\x8djo gostoto, takrat izmerjeno pri 4\xc2\xa0\xc2\xb0C. Dognala sta, da zna\xc5\xa1a masa kubi\xc4\x8dnega metra vode pri najve\xc4\x8dji gostoti 99,9265\xc2\xa0% mase za\xc4\x8dasnega kilograma, izdelanega \xc5\xa1tiri leta prej. Leta 1799 je bil nato izdelan prototip kilograma, z namenom izena\xc4\x8diti maso kubi\xc4\x8dnega centimetra vode pri 4\xc2\xa0\xc2\xb0C tako natan\xc4\x8dno, kot je bilo realno mo\xc5\xbeno v tem \xc4\x8dasu. Junija je bil predmet, izdelan iz platine, predstavljen republi\xc5\xa1kemu arhivu in 10. decembra ratificiran kot kilogramme des Archives, enota kilogram pa definirana kot masa tega predmeta. Kot standard je veljal nadaljnjih 90 let.\n_START_SECTION_\nDefinicija\n_START_PARAGRAPH_\nOd leta 1889 je magnituda kilograma definirana kot masa predmeta, imenovanega mednarodni prototipni kilogram oz. prakilogram, angle\xc5\xa1ko International Prototype Kilogram, v metrologiji obi\xc4\x8dajno okraj\xc5\xa1an kot \xc2\xbbIPK\xc2\xab. Ker je definicija vezana na konkreten predmet namesto na naravni pojav oz. zakonitost, ki bi se jo dalo neodvisno izmeriti, za razliko od ostalih merskih enot nima negotovosti._NEWLINE_Metrska konvencija, ki je v mednarodnem prostoru formalizirala metri\xc4\x8dni sistem (predhodnik mednarodnega sistema enot), je bila podpisana 20. maja 1875, kmalu po tem je bil izdelan IPK. Ta je en od treh cilindrov, ki so jih leta 1879 izdelali pri podjetju Johnson Matthey, ki \xc5\xa1e zdaj izdeluje skoraj vse replike. Leta 1883 so njegovo maso primerjali z maso arhivskega kilograma, izdelanega 84 let prej, in ugotovili, da se ne razlikujeta. Uradno je bil nato ratificiran na prvi Generalni konferenci za ute\xc5\xbei in mere leta 1889.\n_START_SECTION_\nMednarodni prototipni kilogram\n_START_PARAGRAPH_\nIPK je izdelan iz zlitine Pt\xe2\x80\x9110Ir \xe2\x80\x93 90\xc2\xa0% platine in 10\xc2\xa0% iridija (masni odstotki), obdelan je v pravilni valj (vi\xc5\xa1ina = premer) s stranico 39,17\xc2\xa0milimetra, da ima \xc4\x8dim manj\xc5\xa1o povr\xc5\xa1ino. Robova sta posneta pod \xc5\xa1tirimi koti (22,5, 45, 67,5 in 79\xc2\xb0) za zmanj\xc5\xa1anje obrabe. Dodatek iridija, izbolj\xc5\xa1ava napram Kilogramme des Archives, je mo\xc4\x8dno pove\xc4\x8dal trdoto, hkrati pa ohranil ostale prednosti platine: izjemno odpornost na oksidacijo, izjemno gostoto, solidno elektri\xc4\x8dno in toplotno prevodnost ter nizko magnetno susceptibilnost. IPK in \xc5\xa1est njegovih sestrskih replik hrani BIPM v kletnem trezorju z nadzorovano atmosfero na svojem posestvu Pavillon de Breteuil na obronku Pariza. Uradne replike IPK so na voljo uradnim ustanovam dr\xc5\xbeav \xc4\x8dlanic metrske konvencije kot osnova za nacionalne standarde. Te replike pribli\xc5\xbeno vsakih 40 let primerjajo z IPK, s \xc4\x8demer se zagotovi sledljivost lokalnih meritev._NEWLINE_Sodobne meritve standardnega vzorca vode (\xc2\xbbVienna Standard Mean Ocean Water\xc2\xab) so pokazale, da ima gostoto 0,999975 \xc2\xb1 0,000001 kg/L pri to\xc4\x8dki najve\xc4\x8dje gostote (3,984\xc2\xa0\xc2\xb0C) in tlaku ene atmosfere (101.325 Pa). Kubi\xc4\x8dni decimeter vode pri najve\xc4\x8dji gostoti ima torej zgolj 25\xc2\xa0ppm ni\xc5\xbejo maso kot IPK. Z drugimi besedami, pred ve\xc4\x8d kot 220 leti je znanstvenikom uspelo izdelati predmet z maso kubi\xc4\x8dnega decimetra vode pri 4\xc2\xa0\xc2\xb0C, z napako ne ve\xc4\x8djo od mase enega zrna ri\xc5\xbea.\n_START_SECTION_\nKalibracija\n_START_PARAGRAPH_\nZa primerjanje mase IPK z replikami pri BIPM uporabljajo ravnote\xc5\xbene tehtnice. Najprej je v ta namen slu\xc5\xbeila tehtnica z dvema pladnjema, povezanima s pre\xc4\x8dnikom, ki so jo izdelali pri dunajskem podjetju Rueprecht._NEWLINE_Skoraj sto let staro Rueprechtovo tehtnico so leta 1973 zamenjali s tehtnico NBS-2, izdelano pri ameri\xc5\xa1kem Narodnem uradu za standarde (NBS, zdaj Narodni urad za standarde in tehnologijo, NIST). Standardni odklon meritve razlike mase dveh predmetov s to tehtnico zna\xc5\xa1a pribli\xc5\xbeno 1 \xc2\xb5g. NBS je tehtnico dal v uporabo BIPM leta 1970. V dveh letih so jo pazljivo namestili v izolirano komoro v Sevresu in po zagotovitvi toplotne stabilnosti leta 1973 predali v uporabo. Z njo so nato opravljali kalibracijo nacionalnih prototipov in tudi periodi\xc4\x8dno preverjanje leta 1989. Ta tehtnica ima pladenj za \xc5\xa1est replik, ki jih primerja s standardom po parih, in ima konstantno obremenitev, kar pove\xc4\x8da stabilnost ter obnovljivost meritev._NEWLINE_Od leta 1992 uporabljajo druge tehtnice, bodisi komercialno dostopne, bodisi razvite pri BIPM._NEWLINE_To\xc4\x8dnost kalibracije je omejena z negotovostjo, ki izvira iz omejitev konstrukcije tehtnice, pa tudi drugih fizikalnih pojavov. \xc5\xbde plast adsorbirane vode, debela samo eno molekulo, bi pove\xc4\x8dala maso prototipa za 2 \xc2\xb5g. Nezanemarljiva neznanka je celo zra\xc4\x8dni vzgon. Negotovost primerjanja mas verjetno zna\xc5\xa1a med 2 in 20 \xc2\xb5g.\n_START_SECTION_\nStabilnost\n_START_PARAGRAPH_\nSpreminjanje absolutne mase mednarodnega prototipnega kilograma je nemogo\xc4\x8de zanesljivo ugotoviti, saj ne obstaja hierarhi\xc4\x8dno nadrejen standard, s katerim bi ga bilo mogo\xc4\x8de primerjati. Mo\xc5\xbeno ga je le oceniti s primerjavo njegove mase z masami ve\xc4\x8d njegovih uradnih replik, ki jih hranijo drugje po svetu. Postopek, imenovan \xc2\xbbperiodi\xc4\x8dno preverjanje\xc2\xab, je bil skozi zgodovino opravljen le trikrat, v letih 1889, 1948 in 1989. V ta namen uporabljajo mno\xc5\xbeico nacionalnih prototipov iz prve serije, ki so izdelani iz iste zlitine kot IPK in jih hranijo pod podobnimi pogoji, hkrati pa jih kot primarne nacionalne standarde le redko uporabljajo. Po tretjem preverjanju je postalo jasno, da so se mase mno\xc5\xbeice prototipov pri\xc4\x8dele neizbe\xc5\xbeno razhajati, hkrati pa je IPK v primerjavi z uradnimi replikami izgubil okrog 50\xc2\xa0\xc2\xb5g ali celo ve\xc4\x8d. Razlog za to razhajanje fizikom \xc5\xa1e ni poznan, obstaja pa ve\xc4\x8d teorij. Samo obraba je malo verjetna, saj bi za tako razliko moral IPK izgubiti 150\xc3\x9710\xc2\xb9\xe2\x81\xb5 ve\xc4\x8d atomov v sto letih kot replike. Po drugi teoriji naj bi bila razlika posledica dejstva, da je pridobil manj kot replike. IPK namre\xc4\x8d hranijo pokritega s tremi steklenimi zvoni, replike pa samo s po dvema. Platina ima mo\xc4\x8dno afiniteto do \xc5\xbeivega srebra, ki je kot kontaminant mnogo pogostej\xc5\xa1i v ozra\xc4\x8dju kot neko\xc4\x8d. Glavni vir \xc5\xbeivega srebra v ozra\xc4\x8dju je kurjenje premoga, pri tem pa v Franciji, kjer je IPK hranjen, ve\xc4\x8dino elektri\xc4\x8dne energije pridobijo z jedrskimi elektrarnami. Vendar ta teorija ne razlo\xc5\xbei vseh odstopanj in tudi ostale so bodisi malo verjetne, bodisi je za zaklju\xc4\x8dke premalo podatkov. Ne glede na vzrok razlik ne vemo, kako se masa IPK danes razlikuje od njegove mase leta 1889._NEWLINE_Ker IPK in njegove replike hranijo na zraku (\xc4\x8detudi pod zvonastimi pokrovi), se njihova masa po\xc4\x8dasi, a ob\xc4\x8dutno pove\xc4\x8duje \xc5\xbee zaradi adsorpcije onesna\xc5\xbeil iz zraka na povr\xc5\xa1ino. BIPM je zato razvil postopek \xc4\x8di\xc5\xa1\xc4\x8denja, v veljavi od leta 1946, ki vklju\xc4\x8duje temeljito drgnjenje s krpo iz semi\xc5\xa1a, omo\xc4\x8deno z me\xc5\xa1anico etra in etanola, ki mu sledi parno \xc4\x8di\xc5\xa1\xc4\x8denje z dvojno destilirano vodo. Prototip nato po\xc4\x8diva 7\xe2\x80\x9310 dni pred preverjanjem. \xc4\x8ci\xc5\xa1\xc4\x8denje odstrani 5\xe2\x80\x9360\xc2\xa0\xc2\xb5g kontaminantov, kar je odvisno predvsem od \xc4\x8dasa, odkar je bil nazadnje o\xc4\x8di\xc5\xa1\xc4\x8den. Z drugim \xc4\x8di\xc5\xa1\xc4\x8denjem takoj po prvem se lahko masa zmanj\xc5\xa1a \xc5\xa1e za nadaljnjih 10\xc2\xa0% prvega zmanj\xc5\xa1anja, iz \xc4\x8desar sklepajo, da nadaljnja \xc4\x8di\xc5\xa1\xc4\x8denja ne bi imela merljivih u\xc4\x8dinkov. Po \xc4\x8di\xc5\xa1\xc4\x8denju pri\xc4\x8dnejo prototipi spet pridobivati maso; BIPM je razvil model, po katerem prototip povpre\xc4\x8dno pridobi 1,11\xc2\xa0\xc2\xb5g na mesec v prvih treh mesecih po \xc4\x8di\xc5\xa1\xc4\x8denju, nato pa pribli\xc5\xbeno 1\xc2\xa0\xc2\xb5g na leto. Ta model se uporablja kot korekcijski faktor, saj delovnih standardov ne \xc4\x8distijo ob vsaki kalibraciji \xe2\x80\x93 to bi predstavljalo preveliko tveganje za po\xc5\xa1kodbe.\n_START_SECTION_\nRazmerje z ostalimi enotami SI\n_START_PARAGRAPH_\nStabilnost IPK je klju\xc4\x8dna, saj je kilogram eden od temeljev za velik del trenutne strukture mednarodnega sistema enot, \xc4\x8digar pomembna vrlina je natan\xc4\x8dna matemati\xc4\x8dna in logi\xc4\x8dna skladnost enot. S kilogramom so posredno ali neposredno izra\xc5\xbeene magnitude treh drugih osnovnih enot SI: kandele za svetilnost, mola za mno\xc5\xbeino snovi in ampera za elektri\xc4\x8dni tok. Tem nato sledi mno\xc5\xbeica izpeljanih enot, ki se uprabljajo za merjenje cele vrste lastnosti narave. Newton je recimo definiran kot sila, ki jo potrebujemo, da pospe\xc5\xa1imo maso enega kilograma z enim metrom na kvadratno sekundo. \xc4\x8ce se spremeni masa IPK, to sorazmerno spremeni tudi newton. Newton je nato osnova za definicijo enot za elektri\xc4\x8dni tok (amper), tlak (paskal), energijo (d\xc5\xbeul), mo\xc4\x8d (vat) idr., kaskada odvisnosti pa se nato nadaljuje \xc5\xa1e dalje (amper in vat na primer definitrata enoto volt za napetost, ta pa nato skupaj s sekundo enoto weber za magnetni pretok)._NEWLINE_Vendar pa se definicije vseh drugih enot SI razlikujejo od njihovih prakti\xc4\x8dnih realizacij, kar sistemu daje stopnjo abstrakcije in zato vpliv morebitnih sprememb ni neposreden ter takoj\xc5\xa1en. Zelo majhne spremembe IPK so znotraj mere negotovosti pri dolo\xc4\x8danju ostalih enot, \xc4\x8de pa bi bilo nedvoumno ugotovljeno neskladje, bi ga za ohranitev skladnosti sistema SI morali izravnati. Ena od re\xc5\xa1itev bi bila preprosto spremeniti definicijo kilograma s pribitkom kompenzacijske vrednosti IPK, kar sedaj uporabljajo za njegove replike. Edina zares dolgoro\xc4\x8dna re\xc5\xa1itev pa je ukinitev odvisnosti sistema od fizi\xc4\x8dnega predmeta z uvedbo nove definicije, osnovane na neki temeljni in nespremenljivi naravni zakonitosti, ki bi bila neodvisno merljiva. Mednarodne organizacije za meroslovje z BIPM na \xc4\x8delu si za to prizadevajo \xc5\xbee ve\xc4\x8d kot deset let.'