Lịch sử hơn 1 thế kỷ của quả cân 1 kilogram được cất giữ như bảo vật trong hầm ở Pháp

Trong hơn một thế kỷ qua, cả thế giới đã sử dụng nguyên mẫu kilogram tiêu chuẩn quốc tế, hay còn gọi là quả cân " Le Grand K " (tiếng Pháp), nặng 1 kilogram để đo khối lượng.

"Le Grand K" từ đâu mà có? Ai là người xây dựng quy chuẩn khối lượng đầu tiên trên thế giới cho chúng ta sử dụng qua hơn 100 năm qua?

Hãy quay về thế kỷ 18 tại Pháp để tìm hiểu ngọn ngành vấn đề.

Lịch sử hình thành kilogram

Vào những năm cuối của năm 1700, Vua Louis XVI (1754 - 1793) của Pháp lần đầu tiên lệnh cho một nhóm các học giả trong nước phát triển một hệ thống đo lường mới nhằm dập tắt những gian lận diễn ra trên cả nước dựa trên hệ thống đo lường cũ.

Nhóm học giả thực hiện mệnh lệnh của nhà vua đã đề xuất tên gọi cho đơn vị đo khối lượng mới cơ bản là "grave". Grave được định nghĩa là khối lượng của một lít nước ở thời điểm đóng băng.

Vua Louis XVI (1754 - 1793) của Pháp.

Sau cuộc Cách mạng Pháp (1789 - 1799), các học giả của chế độ quân chủ lập hiến mới thay gọi "grave" đã chuyển sang cách gọi mới là "gramme", hay "gram" trong tiếng Anh.

Lúc này, "gramme" được định nghĩa là khối lượng tuyệt đối của một centimet khối nước ở nhiệt độ 4 độ C.

Tuy nhiên, mẫu vật nặng 1 gram bằng nước (không lớn hơn nhiều so với 1 hạt đậu), không có nhiều giá trị thực tiễn trong thương mại. Vì vậy, người Pháp đã lựa chọn một khối rắn, và có khối lượng lớn gấp 1000 lần so với 1 gram: Đó là 1 kilogram.

Ngày 22/6/1799, Pháp chính thức thông qua một nguyên mẫu khối lượng mới, được đúc từ bạch kim (platinum) và iridium. Họ gọi nó với cái tên "Le Grand K". "Le Grand K" được cất giữ như "bảo vật" trong một căn hầm bí mật tại thủ đô Paris từ năm 1889. Và

Bản khắc trên gỗ năm 1800 minh họa các đơn vị mới được giới thiệu tại Pháp. Nguồn: Creative Commons.

Từ đó, "Le Grand K" trở thành nguyên mẫu kilogram tiêu chuẩn, được sử dụng rộng rãi trên toàn nước Pháp.

"Le Grand K" trở thành nguyên mẫu đo lường khối lượng tiêu chuẩn quốc tế như thế nào?

Trong những năm 1800, khi nền kinh tế toàn cầu bắt đầu tăng trưởng, nhu cầu giao thương giữa các quốc gia bắt đầu nhộn nhịp, vấn đề kiếm tìm một nguyên mẫu đo khối lượng chung bắt đầu nổi lên, bởi thời này, các quốc gia vẫn duy trì tiêu chuẩn khối lượng của riêng mình, không có tính tương thích với các quốc gia khác.

Ngày 20/5/1875, đại diện 17 quốc gia trên thế giới đã ký Hiệp ước Mét (còn gọi là Công ước Mét - Metre Convention) tại Paris nhằm thiết lập các nguyên mẫu quốc tế mới về khối lượng và chiều dài.

Hiệp ước Mét đã xác định đơn vị khối lượng chính thức là kilogram và thể hiện nó trong một khối kim loại mới "Le Grand K". Như đã nói, "Le Grand K" được làm từ hợp kim, trong đó có 90% là bạch kim và 10% là iridi. Và được gọi là Nguyên mẫu kilogram tiêu chuẩn quốc tế (IPK).

Bản sao của IPK được gửi đến các quốc gia đã tham gia ký kết Hiệp ước Mét. Riêng bản gốc "Le Grand K", vì mang ý nghĩa lịch sử nên nó được cất giữ cẩn mật như một "bảo vật" tại một căn hầm ở Paris (Pháp).

Quả cân "Le Grand K". Nguồn: NIST

Sau hơn 100 năm "thống trị" trong thương mại, giao dịch đến các phòng gym, khu chợ nhỏ lẻ, nguyên mẫu "Le Grand K" có thể được thay thế và định nghĩa về kilogram cũng được thay thế nếu như đại diện của các quốc gia tham dự Hội nghị Cân nặng và Đo lường (CGPM) tổ chức tại Versailles (Pháp) ngày 16/11/2018 bỏ phiếu thông qua. 

Chuyên gia thuộc Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia (NPL) cho biết, lý do thay đổi nguyên mẫu kilogram tiêu chuẩn quốc tế này là vì: Theo thời gian, khối nguyên mẫu này mất dần nguyên tử, do đó làm giảm đi khối lượng thực ban đầu.

Mặc dù sự thay đổi khối lượng sau hàng chục, thậm chí hàng trăm năm của nguyên mẫu "Le Grand K" chỉ bằng khối lượng của một chiếc lông mi, tuy nhiên, vì tôn trọng quy ước về khối lượng trong Tiêu chuẩn Đo lường Quốc tế nên giới khoa học và cộng đồng quốc tế vẫn phải thay đổi.

Theo QZ, NIST.Gov