İşte Türkiye’yi tartan 1 kilogram

Kilogram, Paris’te saklanan platin ve iridyum elementlerinden oluşan 1 kg’lık bir cisim baz alınarak tanımlanıyor. Dünyadaki tüm kilogramlar buna göre ayarlanıyor. Özel olarak korunan bu cisim “Büyük K” diye isimlendiriliyor. Çok sayıda kopyası üretilen “Büyük K” ve kopyalarında zamanla kütle değişimi meydana geldiği görüldü. Bu nedenle kilogramın değişmez bir tanıma, “Planck sabiti”ne bağlanmasına karar verildi. Bu konuda Türkiye’deki ilgili kurum ise TÜBİTAK’a bağlı Ulusal Metroloji Enstiüsü (UME). “Büyük K”nın 54 numaralı kopyası UME’de bulunuyor. Son gelişmeleri ve UME’nin faaliyetlerini UME Müdürü Mustafa Çetintaş ile konuştuk.

50 mikrogram kayıp

1899’da kilogramın tanımlanabilmesi için referans kütle üretildiğini belirten Çetintaş, orijinal kütle ve kopyaları arasında karşılaştırma ölçümleri yapıldığını söyledi. Çetintaş, ölçümlere göre yaklaşık 100 yılda 50 mikrogramlık kayıp olduğunu belirtti. Bu yüzden Çetintaş’ın ifadesiyle “Kişiye, konuma, zamana bağlı kalmaksızın her şartta aynı sonucu veren” yeni bir tanım arayışı başladı. Bu noktada “Planck sabiti” devreye girdi.

Planck sabiti

Planck sabiti, elektromanyetik dalganın enerjisi ile frekansı arasındaki ilişkiyi gösteren bir oran. İngiliz bilim adamı Kibble, Einstein’ın teorisi ile Planck sabitini birleştirerek “Kibble dengesi” adı verilen bir ölçüm yöntemi geliştirdi. Çetintaş süreci şöyle anlatıyor:

“Teoride her şey yolundaydı. Ama bir deney düzeneği gerekiyor. Eşit kollu bir terazi düşünün. Bunun bir koluna 1 kg’lık kütleyi koyalım. Diğer kolda elektromanyetik bir kuvvet uygulayalım. Bu deney düzeneğinde doğru sonuç alınırsa artık Planck sabiti üzerinden kilogramı tanımlamak mümkün olacaktı. 15-20 senedir çalışmalar devam ediyordu. Karar aslında dört yıl önce kabul edilecekti ama yeterli bilimsel sonuçlara ulaşılmadığından bu seneye ertelendi.”

20 Mayıs’ı bekleyin

Türkiye’den de bir temsilcinin bulunduğu uluslararası toplantı sonucunda yapılan oylamayla 16 Kasım’da yeni kilo tanımı kabul edildi. Ancak bazı haberlerde yazılanın aksine tanım henüz değişmedi. Yeni tanım, dünya metroloji günü olan 20 Mayıs 2019’da kullanılmaya başlanacak.

Şüpheyle bakıldı ama başardılar

UME’deki bilim insanları Türkiye’nin, yeni tanıma göre ölçüm gerçekleştiren deney düzeneğini üreten ülkelerden biri olması için çalışıyor. Türkiye’de üretilen düzenek, diğerlerinden farklı bir çalışma prensibine sahip. Bu nedenle önce şüpheyle karşılanmış. Fakat deneylerin ilk fazı başarıyla sonuçlandı. Çetintaş “Hedefimiz elde ettiğimiz sonucu geliştirerek ikinci fazı tamamlamak” diyor.

Çalışmanın yaklaşık iki yıl içinde tamamlanmasının ardından ABD, Kanada, Çin, Fransa ve İsviçre ile birlikte Türkiye de bu düzeneğe sahip olacak. Böylece kilogramla ilgili sertifika, ölçümleme gibi işlemler dışarıya bağlı olunmaksızın yapılabilecek. Başka ülkeler de bu hizmeti Türkiye’de alabilecek.

Çetintaş Türkiye’de bu ölçüm yapılamazsa ölçümlerlerle ilgili alınan yıllık 4 milyon sertifikanın yaklaşık 1.7 milyonunun yurt dışına bağımlı hale geleceğini belirtiyor.

Yerin 12 metre altında

Türkiye’yi “tartan” 54 numaralı 1 kilogram, UME’nin yerin 12 metre altında bulunan laboratuvarlarında korunuyor. Koruyucu bir metalin içinde duran 39 mm çapında ve 39 mm yüksekliğindeki cismin üzerinde 3 cam fanus var. Ağırlık, bu fanuslara kilitlendikten sonra kasaya konuluyor.

Bu cisim baz alınarak UME’de üretilen farklı ağırlıklar var. UME’ye firmalar ya da laboratuvarlardan gönderilen ağırlıklar, UME’nin ağırlıkları üzerinden kontrol ediliyor. Planck sabitinin 20 Mayıs 2019’da resmen kullanılmaya başlanmasının ardından 54 numaralı kopya “müzelik” olacak.

Bilim insanları, hassas ölçümlerin titreşimden etkilenmemesi için çalışmalarını yerin altındaki laboratuvarlarda yürütüyor. Bu laboratuvarlar, topraklama konusunda da iyi izole edilmiş durumda. Ortamdaki sıcaklık ve nem de sabit. Çetintaş “İyi sonuç alabilmek için laboratuvar şartlarının çok iyi olması lazım. En ufak bir elektrik dalgası, yarım derecelik bir sıcaklık bile sonucu etkiler” diyor.

Hassas ölçüm

Çetintaş’a göre yeni tanımın kritik noktası daha hassas ölçümler yapılabilecek olması. “İlaç sanayiinde, biyomedikalde, nanogramlar seviyesindeki ölçümlerde daha hassas ölçüm yapma kabiliyetine sahip olabileceğiz” diyen Çetintaş, bunun da yaşam kalitesine katkı sağlayacağını belirtiyor. Askeri alanlardaki stratejik ürünlerin daha doğru ve hassas üretilmelerinin de önü açılacak. Metrolojinin temel prensibinin “ölçümün her şartta aynı sonucu vermesi” olduğunu belirten Çetintaş, referans kütlelerdeki kayıptan kurtulmanın önemini vurguluyor.

Stratejik kurum

UME, Türk Silahlı Kuvvetleri’ne (TSK) de hizmet veriyor.Türkiye’deki metroloji faaliyetleri de 1961’de TSK laboratuvarlarında başlamış. Çetintaş, TSK’nın test ve ölçüm cihazlarının kalibrasyon işlemlerinin UME’de yapıldığını belirtiyor. Eskiden bu işlemler ABD’de yapılmak zorundaymış. Bu ise güvenlik sorunu yaratıyor. Çetintaş, yurt dışına askerî bir ürünü göndermenin, ürünü kullanmadan başkasıyla paylaşmak anlamına geldiğini belirtiyor. UME’nin bazı çalışmaları yüksek gizlilikle yürütülüyor. UME, güvenlik alanında stratejik bir görev yürütüyor.