kilogram

Kilogram er en af de syv grundenheder i SI-systemet og er defineret som massen af den internationale kilogramprototype, der opbevares på Bureau international des poids et mesures (BIPM) i Paris. Efter den 20. maj 2019 er kilogram defineret ud fra Plancks konstant.

Enheden kilogram blev ved indførelsen af metersystemet i Frankrig under revolutionen i 1790'erne oprindelig knyttet til længdeenheden meter, idet 1 kg blev defineret som massen af den mængde vand, der har et volumen på 1/1000 m³ ved den temperatur (4 °C), hvor vands densitet er maksimal.

På basis af omhyggelige vejninger af vand blev et lod med en masse så tæt ved 1 kg som muligt fremstillet af sintret platinsvamp. Enheden kilogram blev herefter af praktiske årsager defineret som massen af dette lod, der opbevaredes i det franske nationalarkiv, og som derfor kaldtes arkivkilogrammet.

Efter underskrivelsen af meterkonventionen i 1875 blev arkivkilogrammet i 1889 erstattet af den mere stabile internationale kilogramprototype, der er fremstillet af en platin-iridium-legering (90 % Pt, 10 % Ir), og som ved indførelsen havde en masse, der var så tæt på arkivkilogrammets masse som praktisk muligt. Underskriverne af meterkonventionen råder hver over en national kopi af kilogramprototypen, som periodisk bringes til BIPM for ved sammenligning at få massen bestemt nøjagtigt. Danmark har siden 1949 rådet over kopi nr. 48, hvis masse i 1990 blev bestemt til 1 kg plus 0,112 mg.

Kilogram er den eneste af de syv grundenheder, der indtil 2019 var defineret ud fra en artefakt. Hvis artefakten ændrer masse (fx ved luftens kemiske indvirkning), ændres også enheden kilogram. Det kan ikke afvises, at kilogrammets størrelse kan have ændret sig helt op til 0,100 mg siden 1889. En ny definition af kilogram ud fra naturkonstanter (fx ud fra massen af et specifikt atom) er derfor ønskelig, men det har tidligere ikke været muligt at opnå den nødvendige nøjagtighed.

Sideløbende med bestræbelserne på at indføre en atomar definition af kilogrammet som grundenhed i SI-systemet arbejdes der på at aflede enheden kilogram ud fra de elektriske SI-enheder volt og ohm, der som nye grundenheder vil kunne defineres og realiseres med meget stor nøjagtighed ud fra henholdsvis Josephson-effekten og den kvantiserede Hall-effekt. Målsætningen er at aflede enheden kilogram med en relativ usikkerhed på mindre end 1∙10^-8.