Tästä päivästä alkaen lädes kaikki SI-järjestelmän seitsemän perusyksikön suureet määritellään luonnonvakioiden avulla. Tänään vietetään maailman metrologiapäivää. VTT Mikes toimi Suomen kansallisena metrologialaitoksena ja vastaa SI-järjestelmän toteutuksesta Suomessa.
SI-järjestelmässä on seitsemän perusyksikköä: kilogramma, metri, sekunti, ampeeri, kelvin, mooli ja kandela. Mikään perusyksiköistä ei muutu uudistuksen myötä, mutta sen sijaan niiden määritelmät sidotaan luonnonvakioihin.
”Perusyksiköistä metri, sekunti ja kandela on jo aiemmin määritelty luonnossa esiintyvien vakioiden avulla. Uudistus koskee siksi ennen kaikkea kilogramman, ampeerin, kelvinin ja moolin määritelmiä. Niidenkin suuruus pysyy samoina, mutta niiden määritelmät sidotaan nyt luonnonvakioihin”, VTT Mikesin johtaja Martti Heinonen kertoo.
Luonnonvakioihin sitominen parantaa jatkossa mittausten tarkkuutta. Käytännössä jokaiselle seitsemälle luonnonvakiolle on annettu tarkat lukuarvot, joiden avulla perusyksiköt voidaan määrittää kaikkialla maailmassa samalla tavalla.
”Aiemmin perusyksiköiden määrittelyssä on käytetty erityyppisiä menetelmiä. Esimerkiksi kilogramman määritelmä oli sidottu sen Pariisin liepeillä sijaitsevaan fyysiseen prototyyppiin. Määritelmä oli tällöin riippuvainen siitä, että kyseinen prototyyppi säilyi vahingoittumattomana. Uudistuksen myötä vakioiden lukuarvo pysyy nyt samana ajasta ja paikasta riippumatta”, Heinonen kertoo.
Uudistus ei näy metrologialaitosten kalibrointipalvelujen käyttäjille tai kuluttajille lyhyellä aikavälillä vielä mitenkään. Se ei myöskään vaikuta VTT Mikesin eikä akkreditoitujen laboratorioiden antamien kalibrointitodistusten voimassaoloon tai käytettävyyteen. Kansainvälinen päätös SI-järjestelmän uudistamisesta tehtiin viime marraskuussa kansainvälisen metrisopimuksen allekirjoittajamaiden kokouksessa Ranskan Versailles’ssa.
Kuvituskuva: VTT:n Jussi Varis ja Hannu Hakojärvi testaamassa Planckin 70 GHz:n integroituja piirejä (LINKKI)
Perusyksiköt sekä niiden määrittämisessä käytettävät luonnonvakiot
- metri, valon nopeus tyhjiössä c
- kilogramma, Planckin vakio h
- sekunti, 133Cs-atomin perustilan ylihienorakennesiirtymän taajuus
- ampeeri, alkeisvaraus e
- kelvin, Boltzmannin vakio k
- mooli, Avogadron vakio NA
- kandela, valotehokkuus Kcd monokromaattisen säteilyn taajuudella 540 × 10^12 Hz