“ป้าครับ ขอซื้อ… 1 กิโลกรัมครับ” เป็นประโยคที่เราต้องเคยได้ยินสักครั้งในชีวิต ไม่ว่าจะเป็นการซื้อของในห้างหรู ซื้อของตามตลาดนัดทั่วไป ซื้อผลไม้ ซื้อผัก หรือแม้กระทั่งซื้อเสื้อผ้า และในประโยคธรรมดา ๆ นี้ก็ได้แฝงเรื่องราวทางด้านวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจให้เราได้สืบค้นอีกตามเคย ในปัจจุบัน  ทั่วโลกได้ใช้หน่วยในการวัดน้ำหนักเป็นมาตรฐานเดียวกัน คือ หน่วยกิโลกรัม (kg) ไม่ว่าจะเป็นนักวิทยาศาสตร์ หรือ พ่อค้า แม่ค้า ต่างก็ใช้หน่วยนี้ แล้วท่านผู้อ่านเคยสงสัยไหมว่า หน่วยกิโลกรัมมันมีที่มาที่ไปเป็นยังไง ทำไม 1 กิโลกรัมต้องหนักเท่านี้ ทำไม 1 กิโลกรัมไม่หนักมากกว่าหรือน้อยกว่านี้ วันนี้เราจะพามาหาคำตอบกัน

ภาพที่ 1 เลอกรองกา
ที่มา https://pixabay.com/ ,OpenClipart-Vectors

เลอกรองกา

          เลอกรองกา หรือ Le Grand K (The Big K คืออีกชื่อนึงของเลอกรองกา) เป็นโลหะก้อนนึงที่ถูกใช้เป็นมาตรฐานของน้ำหนัก 1 กิโลกรัม ซึ่งทั้งโลกใช้มานานกว่า 100 ปี หรือมีชื่ออย่างเป็นทางการว่า International Prototype of the Kilogram – IPK ซึ่งเป็นก้อนโลหะผสมระหว่าง แพลทินัม และ อิริเดียม มีลักษณะเป็นทรงกระบอก ถูกเก็บรักษาไว้ในครอบแก้วหลายชั้นเพื่อป้องกันความเสียหาย ปัจจุบันอยู่ที่เมืองปารีส ประเทศฝรั่งเศส ณ สำนักงานช่างตวงวัดระหว่างประเทศ หรือ BIPM  

มีปัญหาใหญ่เกิดขึ้นกับ เลอกรองกา!!!

           เลอกรองกานั้นจะต้องถูกนำออกมาทำความสะอาดเพื่อกำจัดสิ่งสกปรกที่สะสมพอกพูนขึ้นเรื่อย ๆ เพื่อให้น้ำหนักมีความเที่ยงตรงเท่าเดิม โดยผู้ทำความสะอาดจะใช้หนังชามัวส์ (Chamois) ชุบอีเทอร์และแอลกอฮอล์เช็ด และล้างด้วยไอน้ำกลั่นสองถึงสามรอบ และปัญหาที่เกิดขึ้นคือ มวลของเลอกรองกาหายไป ซึ่งมีสาเหตุมาจากกระบวนการทำความสะอาดสิ่งสกปรกที่เพิ่มน้ำหนักให้กับเลอกรองกานั้น กลับทำให้มันสูญเสียน้ำหนักขึ้นเรื่อย ๆ (มีการสูญเสียมวลโลหะของเลอกรองกาทุกครั้งที่มีการทำความสะอาด) จึงต้องมีนักมาตรวิทยาคอยคำนวณชดเชยน้ำหนักที่หายไปของเลอกรองกาเสมอ (ทั้งนี้การชดเชยจำเป็นต้องทำกับก้อนโลหะที่เป็นสำเนาทุก ๆ ก้อนด้วย) แต่ถึงกระนั้นก็ไม่สามารถทำให้มีน้ำหนักเท่าเดิมในอดีตได้ และถึงแม้ค่าความคลาดเคลื่อนที่เกิดขึ้นจะน้อยมากในระดับไมโครกรัม แต่ก็ไม่สามารถยอมรับได้ในทางวิทยาศาสตร์ เพราะปัญหาเล็ก ๆ นี้จะส่งผลเสียต่อวงการวิทยาศาสตร์ในวงกว้าง เพราะวิทยาศาสตร์ยุคปัจจุบันเป็นการศึกษาสิ่งที่เล็กลงเรื่อย ๆ เช่น การศึกษาวัสดุนาโนเทคโนโลยี การผลิตยารักษาต่าง ๆ ที่ต้องมีความละเอียดย่อยลงไปถึงระดับหลายล้านส่วน เพราะฉะนั้นการวัดน้ำหนักผิดเพียงเล็กน้อยก็จะส่งผลกระทบได้อย่างแน่นอน

ต้องมีมาตรวัดแบบใหม่

          และเนื่องจากการที่นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถยอมรับให้เกิดความคลาดเคลื่อนทางการวัดน้ำหนักขึ้นได้ จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีการกำหนดมาตรฐานการวัดน้ำหนักสากลตัวใหม่ขึ้นมาแทนเลอกรองกา (และเผื่อในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุกับเลอกรองกาด้วย อย่างเช่น การสูญหาย หรือ ไฟไหม้) ซึ่งมาตรฐานตัวใหม่ที่จะถูกใช้ก็คือ ตาชั่งคิบเบิล (Kibble Balance) ซึ่งคืออะไรนั้นผู้เขียนจะมาเล่าให้ฟังในโอกาสต่อไป

แหล่งที่มา

BBCNEWS.  (2018, 16 November).   Kilogram gets a new definition

Retrieved November 19, 2018, from https://www.bbc.com/news/science-environment-46143399