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Maths, Physique & Chimie

Le casse-tête du grand K

Pas facile pour les scientifiques de redéfinir le kilogramme, la dernière unité du système international basée sur un étalon matériel.

Réplique du kilogramme étalon. L'original est conservé sous

haute surveillance au Bureau international des poids et mesures à Sèvres.

© Andrew Brookes, National Physical Laboratory

Depuis 1889, un cylindre composé de platine et d’iridium conservé au Bureau international des poids et mesures (BIPM) à Sèvres (France) fait office de « kilogramme étalon ». Or un objet physique peut gagner ou perdre quelques atomes au fil du temps ou, pire, être détruit. Redéfinir précisément le grand K à partir de lois physiques est donc indispensable. Mais il s’agit d’un véritable casse-tête...

Pour remplacer l’étalon physique, deux méthodes sont en concurrence depuis les années 1970. L’une, par le biais de l’expérience dite de la « balance du watt », s’efforce de trouver une correspondance entre la mesure de la masse des objets et celle des forces électromagnétiques, invariable dans le temps. L’autre, portée par une équipe internationale nommée « projet Avogadro », est basée sur le nombre d’atomes de silicium 28 nécessaire pour obtenir le poids du kilo étalon. Jusqu'à présent, ces solutions ne se sont pas révélées concluantes, leurs résultats étant divergents. 

Mais pour les métrologues, un nouvel espoir vient de naître. Les écarts qui semblaient insolubles entre les deux approches ont été réduits grâce à de nouvelles mesures. Ces résultats positifs ont été présentés lors de la dernière réunion du BIPM, les 15 et 16 octobre derniers. Si la solution semble proche, les données doivent être affinées et stabilisées. Le « nouveau » kilogramme reposera alors sur des constantes physiques, à l’instar des six autres unités de base du système international (seconde, mètre, ampère, kelvin, mole, candela). Il sera officialisé à la prochaine conférence générale des poids et mesures en 2018.

Source : Nature communication, 14 octobre 2015

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