Neurrien neurria

Gizakia gauzen neurria zenean, mundua oinekin, besoekin eta eskuekin neurtzen zen, besteak beste. Giza gorputza zen erreferentzia, alegia. Baina zientzialariak gizakia unibertsoaren zentroan ez zegoela konturatu zirenean, Lur planeta hartzen hasi ziren erreferentzia gisa, gauzak neurtzeko. Eta Lur planeta unibertsoaren erdian ez zegoela jakin zenean, beste nonbait bilatu behar izan dira neurrien neurriak.



«Kulturaren eta historiaren aro bakoitzean, eskura zituzten materialen edo teknologien arabera aukeratu dituzte neurriak, eta behar zuten zehaztasunari jarraiki», esan du Begoña Hernandez Nafarroako Uniberstitate Publikoko irakasleak. Fisikariak esan duenez, ezinbestekoa da neurrien estandarrak ahalik eta egonkorrenak izatea, denborarekin alda ez daitezen. «Objektu eredu batean oinarritzea ez da egonkorra, eta ez da batere erosoa». Ikerketa zientifikoen zorroztasunean eta komunikazioan oinarrizkoak dira neurriak, eta horren erreferentziek ikertzaile guztien eskura egon behar dute, une oro.

Kilogramoa izan da objektu bat erreferentzia izan duen azkeneko neurria. Urriaren 16an, Munduko 57 estatutako ordezkariak bildu ziren Paris inguruan, Pisu eta Neurrien Batzar Orokorrean, eta orain arte kilogramo bat zer den definitu izan duen erreferentzia aldatzea bozkatu zuten. «Orain arte ez bezala, aurrerantzean naturaren konstanteen arabera neurtuko da kilogramoa», adierazi du Kristina Zuza EHUko Fisika Aplikatuko irakasleak. Nazioarteko Sisteman zazpi funtsezko unitate daude: kelvina (tenperatura), segundoa, metroa, kilogramoa, amperea (korronte elektrikoaren intentsitatea), kandela (argiaren intentsitatea) eta mola (substantzia kopurua). Lehen lauren historiak ondo ilustratzen du zientziaren garapena.

1. KILOGRAMOA

K handia deituriko platino-iridiozko zilindro bat izan da kilogramoaren erreferentzia azken 129 urteotan. Paris inguruan dute gordea. Haien kopiak erabili izan dituzte estatuek pisuak arautzeko. Ez dakite zergatik, baina K Handiak 50 mikrogramo galdu ditu 1889tik. Batzuek betile baten pisuarekin parekatu dute hori. Neurrion ohiko gorabeherak ez dira arazo patatak pisatzeko orduan, noski, baina miligramo bat hil ala bizikoa izan daiteke, esaterako, botiken dosiak neurtzen direnean. «Are zorroztasun handiagoa behar da esperimentu zientifikoetan, nahi badugu ikerketak modu fidagarrian aurrera egitea», esan du Hernandezek.

Besteak beste, horregatik erabaki zuen Pisu eta Neurrien Batzar Orokorrak kilogramoak erreferentzia zorrotzago eta egonkorrago bat behar zuela. Plancken konstantearen araberakoa izango da kilogramoa datorren urteko maiatzaren 20tik aurrera. Hainbat gorputzek isurtzen duten energia multzoen -kuantoen- tamaina deskribatzen du Plancken konstanteak; hau da, posible den energia multzorik txikienaren tamaina ezartzen du. Multzo hori neurtzeko, Kibble pisua deituriko gailua erabiliko da, eta gailu hori duen edonork zehaztasun handiz kalkulatu ahalko du kilo bat zenbat den.

Baina zergatik kostatu zaie horrenbeste kilogramoa gaurkotzea? «Estandarra aldatzea ez da erraza», azaldu du Aitzol Garcia Etxarri Donostia International Physics Centerreko ikertzaileak, unitate batzuk besteen menpekoak direlako. Metroa eta kilogramoa definitzeko, esaterako, segundoan oinarritu behar da.

2. METROA

Europa osoan, eta baita Euskal Herrian bertan ere, eskualdez eskualde asko aldatu izan dira neurriak. Ilustrazioan (XVII. eta XVIII. mendeetan) ekin zioten sistema bateratu bat sortzeari. Sistemak giza gorputzean oinarritu beharrean, Lurraren ezaugarri bat hartuko zuela erreferentzia eta erro hamartarra izango zuela erabaki zuen Frantziako Zientzia Akademiak izendaturiko zientzialari talde batek. Horrela definitu zuen metroa 1793an: Ipar polotik Ekuatorerainoko distantziaren 1/10.000.000 da, Paristik pasatuta, noski. 1795ean egin zuten metroaren lehen txantiloia, letoizkoa. Gero etorri ziren platinozkoak (1799) eta platino-iridiozko (1889) ereduak.

Erreferentzia objektua baztertu egin zuten 1960. urtean, eta kripton-86 atomoaren erradiazioaren uhin luzeran oinarritu ziren metroa definitzeko. Azkenean, gaurdaino heldu den definizioa ezarri zuten, 1983. urtean: argiak hutsean segundo baten 1/299.792.458an ibilitako tartea da metro bat. Baina konponbide guztiek sortzen dituzte arazo berriak. Definizio horretan, metroa segundoaren arabera neurtu behar denez, segundoa ebazteko erlojurik onenek duten errore tartea batu zaio metroari. «Ezinezkoa da metroak duen errore tarte hori konpontzea», esan du Zuzak. «Baina gero eta txikiagoa izango da, erlojuak hobetu ahala».

3. SEGUNDOA

Segundo bat zer den definitzeko, hainbat modu egon dira historian. Egunaren 1/86400 zela adostu zuten ilustratuek. Kalkulu horretara eguna 24 ordutan, ordua 60 minututan eta minutua 60 segundotan zatituta heldu ziren. Baina horrek arazoak sortzen ditu, Lurraren errotazioa ez delako beti bera: zikloei jarraitzen die, eta milisegundotan azkartzen eta geldotzen da. Esaterako, 2013tik, geldotu egin zen lau urtez jarraian. Arazoa konpontzeko, errotazioa erreferente hartu beharrean, Lurrak Eguzkiaren inguruan duen orbitaren arabera definitu zuten segundoa, askoz egonkorragoa delako. Baina 1940ko hamarkadan kuartzozko erlojuak erabiltzen hasi ziren, horien oszilazioaren maiztasuna oso egonkorra delako. Gero, erloju atomikoek aukera eman zuten askoz zehatzago neurtzeko, eta 1967an ezarri zuten gaur arteko definizioa, Zesio-133 atomoaren erradiazioan oinarrituta. Erloju atomikoen arabera ebazten da egun denbora estandarra. Segundo bateko errore tartea baino ez dute, ehunka milioi urtean.

4. CELSIUS, KELVIN

Tenperatura neurtzeko Celsius eskalak badu barneko logika bat: ura izotz bihurtzen den tenperaturan du zeroa, eta eskalako 100 graduan irakiten da ur hori -itsas mailako presioan, garai batean esaten zenez-. Mundu osoan hartzen da Celsius eskala erreferente gisa, AEBetan eta haren eraginpeko hainbat estatu txikitan izan ezik, non Fahrenheit eskala erabiltzen duten -ura 32 graduan izozten da, eta 212 graduan hasten da egosten-.

Suediako astronomo Anders Celsius izan zen eskalaren aitzindaria. 1742. urtean sortu zuen eskala, baina alderantziz: 100 graduan izozten zen ura, eta 0an hasten zen irakiten. Carl Linnaeus botanikariak eman zion buelta eskalari, 1744. urtean, termometro bat sortu zuenean bere berotegietako tenperatura kontrolatzeko.

Celsius eskalak uraren ezaugarriak hartzen ditu erreferentzia gisa, baina Unitateen Nazioarteko Sisteman Kelvin eskala erabiltzen da, absolutua delako, Celsius eskala ez bezala. Izan ere, Kelvin eskalaren zeroa ezartzen da puntu batean, non molekulen mugimendu termiko guztia geldirik dagoen. Urriaren 16ko Pisu eta Neurrien Batzar Nagusian, berriro definitu zuten kelvina, Boltzmann konstantearen arabera taxutzeko.

Konstanteetan oinarriturikoak izango dira unitate guztiak orain, baina, azken batean, arbitrarioak izango dira orain ere. «Guk asmatzen ditugu, guk mundua hobeto ulertzeko tresnak direlako», esan du Garcia fisikariak. «Etorkizunean ere aldatuko ditugu definizioak, neurketa zehatzagoak izango ditugulako, edo, elektrizitatea deskubritu genuen bezala, beste zerbait aurkituko dugulako eta horrentzat oinarrizko unitate berri bat beharko dugulako». Metrologia esaten zaio neurrien zientziari, eta, azken aldaketek argi erakutsi dutenez, zientzia bizia da.