Redifinisi Kilogram yang Perlu Kita Ketahui

Jika kita belanja ataupun melakukan akivitas lainnya tentunya kita sangat akrab dengan pengukuran  metrik yang dinamakan kilogram.  Namun dunia siap siap harus melakukan redefinisi pengertian kilogram setelah baru saja diambil kesepakan di the General Conference on Weights and Measures yang diselenggarakan di Versailes Perancis yang berlangsung 13-16 November lalu.

Dunia sepakat menggunakan sietem pengukuran berat berbasis elektromaknetik. Photo BIPM

Saat ini dalam menentukan berat dalam kilogram mengacu pada "Le Grand K" yang mendefiniskan 1 kilogram setara dengan silinder  platinum-iridium  yang disimpan di Paris.

Sampai dengan berlangsungnya konferensi ini Le Grand K merupakan acuan seluruh dunia yang menggunakan sistem internasional.  Kesepakatan dunia untuk mengacu berat 1 kg pada Le Grand K dilakukan pada tahun 1889 lalu dan sejak itu replika Le Grand K dibuat dan didistribusikan di beberapa negara sebagai acuan.

Le Grand K pengukuran berat berbasis silinder Platinum-iridum. Photo: National Institute of Standards

Namun setelah berjalannya waktu ternyata Le Grand K asli mengalami ketidak akuratan  karena dimakan oleh waktu sehingga beratnya mengalami perubahan. 

Walaupun fluktuasi  berat Le Grand K asli ini mengalami sangat sedikit perubahan yaitu sebesar 50 parts per billion saja  atau kira kira  setara dengan berat sehelai  rambut alis manusia,  namun akurasi  sangat penting dalam era teknologi presisi yang memerlukan ketepatan yang sangat tinggi seperti misalnya pada industri pengembangan obat obatan, teknologi nano dan precision engineering.

Le Grand K pada saat dibuat memang sangat akurat, namun bukan dirancang akurasinya sampai dengan lebih dari 100 tahun.  Hal ini terbukti bahwa setelah 129 tahun acuan berat dunia ini mulai mengalami perubuhan berat sehingga untuk bidang bidang tertentu seperti teknologi presisi tidak lagi  akurat. Akibatnya di berbagai belahan dunia terjadi perbedaan berat antara replika Le Grand Kdengan Le Grand K aslinya.

Kini para pakar dunia sepakat untuk mengganti acuan I kilogram berat sistem internasional dengan sistem  pengukuran baru  berbasis pengukuran elektromaknetik  yang lebih stabil dan akurat.

Cara kerja sistem pengukuran elektromaknetik

Sistem acuan berat kilogram berbasis pengukuran elektrikal  ini didasarkan pada prinsip elektromaknetik.  Dengan menggunakan acuan baru ini berat dalam  kilogram didefinisikan sebagai jumlah arus listrik  yang diperlukan untuk menahan berat benda tersebut.

Jadi dengan sistem timbangan terbaru ini maka berat sebuat benda diukur dengan jumlah arus  listrik  yang diperlukan acar sistem neraca ini setimbang.

Timbangan Kibble berbasis elektromaknetik yang menjadi acuan baru pengukuran berat. Sumber: BIPM.

Sitmem pengururan berat berbasis elektromaknetik. Sumber: National Physical Laboratory/BBC

Dengan sistem baru ini semua orang di dunia tidak lagi harus mengacu pada  Le Grand K namun mengacu pada hubungan antara listrik dan berat.

Walaupun tampaknya  sistem baru ini terlihat sederhana namun teori dibalik sistem pengukuran berat baru  ini cukup rumit.  Hubungan antara arus listrik dengan berat tergantung pada konstanta Planck, yaitu h yang ditemukan oleh Max Planck pakar fisika Jerman.

Temuan konstanta Planck ini dikembangkan lagi oleh Bryan Kibble dengan merancang  timbangan super akurat yang dinamakan Timbangan Kibble.  Timbangan Kibble ini menggunakan prinsip elektromaknetik di satu sisi neraca timbangan  untuk mengimbangi berat benda yang ditaruh di sisi lain timbangan.

Jumlah arus listrik yang melalui elektriomaknetik ini  akan terus meningkat sampai neraca timbangan ini seimbang. Jumlah elektromaknetik yang diperlukan agar  neraca ini seimbang inilah yang didefinisikan sebagai berat benda untuk menggantikan Le Grand K. Sistem acuan berat berbasis elektromaknetik ini super akurat karena akurasinya mencapai 0.000001%.

Jika sebelumnya dunia harus melakukan pengecekan akurasi dan melakukan kalibrasi dengan acuan  Le Grand K setiap beberapa puluhan  tahun sekali, maka kini dengan menggunan sistem pengukuran elektromaknetik ini,  setiap orang dapat melakukan akurasi pengukuran berat nya setiap saat  dimana saja dengan mengacu pada timbangan Kibble yang super akurat ini.

Dunia memang selalu  dinamis dan selalu mengalami perubahan denimian juga dengan ilmu pengetahuan.   Le Grand K yang dulunya dianggap sangat akurat dan  stabil ternyata setelah ratusan tahun sudah mulai mengalami ketidakstabilan. 

Namun kembali ditengah tengah kondisi seperti ini manusia dengan akal pikirannya dapat menciptakan sistem acuan pengukuran berat yang lebih akurat. 

Banyak pakar yang meneteskan airmata mengenang penemuan, kesepakatan sekaligus jasa Le Grand K yang telah menjadi acuan pengukuran berat selama lebih 129 tahun, namun perubahan tampaknya harus terjadi.

Rujukan: satu, dua, tiga,empat, lima