معجم المصطلحات الكبير
راز
القِواسة

وحدة قياس الكتلة، ويُختصر إلى «ر» وكتلته المعيارية هي شَابَة أسطوانية من اللُّجان platinum والقُعاس iridium محفوظة في قبو شديد الحراسة في المكتب الدولي للأوزان والمقاييس الموجود بفرنسا خارج باريس، وعندما نتعامل مع الذرّات والجزيئات فإنّنا نستعمل «الذَّار» وهو وحدة الكتلة الذرّية الموحّدة، ونعبّر عنها بدلالة الراز كما يلي: 1دْ = 1,6605×2310 راز. وقد بُني الراز أوّل مرّة على كتلة 1كال من الماء النقي عند حُرورة (درجة حرارة) 4مْ، إلاّ أنّه لم يكن دقيقا تماما، فالراز يساوي 1,000.025 ك، فاستعملت ذرّة السخام 12 وقورنت بقية العناصر بها للحصول على كتلتها بالنسبة لها (الكتلة النسبية) ولكن مقارنة هذه الكمية العيارية بكتلة منظورة ومحسوسة بدقّة عالية لم تكن ممكنة، وعلى النقيض من وحدة الزمن والطول بقيت وحدة الكتلة من دون تعريف دقيق، لذلك قام مكتب المواصفات والقياس في الولايات المتحدة ومعهد القياس الصِّنْعي في ألمانيا بابتكار طريقة جديدة لتحديد وحدة الكتلة عن طريق حساب عدد الذرّات في قطعة من الكُثاب silicon بدقّة عالية، فأمكن إعادة تعريف الراز ليكون مساويا لعدد معيّن من ذرّات عنصر الكثاب بحيث يمكن الحصول على نسخ منه في أي مكان من العالم، بتحضير عيّنة تحتوي على العدد تماما. يُعتبر الرّاز الوحدة الوحيدة في نظام الوحدات العالمي الذي ما يزال يستند إلى جسم مادّي. وعلى الرغم من وجود تجارب مشروحة في سبعينيات القرن الماضي، يمكنها تعيين الراز من حيث الثوابت الأساسية، إلا أنه في سنة 2014م فحسب حققت فرق بحثية نتائج تتّسم بالدقة والتوافق الكافيين للإطاحة بالتعيين المادي للرّاز، وذلك باستعمال أسلوبين مختلفين. وإعادة تعيين الراز لن تجعله أكثر دقة، لكنها ستجعله أكثر استقرارًا. فالجسم المادي بمرور الوقت قد يفقد أو يكتسب ذرات، أو قد يتلف، لكن الثوابت تبقى كما هي. كما سيسمح التعيين القائم على الثوابت من الناحية النظرية على الأقل، بإتاحة قياس الراز المضبوط لأي شخص في أي مكان على هذا الكوكب، وليس لأولئك الذين يمكنهم الوصول آمنين إلى فرنسا فحسب، على قول «ريتشارد ديفيز» الرئيس السابق لقسم الكتلة بالمكتب الدولي للأوزان والمقاييس BIPM في سيفر بفرنسا، التي تستضيف الرّاز الفلزّي.

في عام 2011م، وافقت اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس بشكل رسمي على صياغة الرّاز في ضوء ثابت «بلانك» الذي يربط طاقة الجسيم بتردّده، ويربطه بكتلته من خلال المعادلة «أينشتاين» التي تنصّ على أنّ الطاقة تساوي الكتلة في سرعة الضوء المربّعة. ويعني هذا أول تعيين لقيمة ثابت «بلانك» باستعمال التجارب على أساس الراز المعياري الحالي، ثم استعمال هذه القيمة لتعيين قيمة الرّاز. وتوصي اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس CIPM المعنية بالكتلة باتفاق ثلاثة قياسات مستقلة لثابت «بلانك» يَستعمل اثنان منها أسلوبين مختلفين. أحد الأسلوبين ابتدعه فريق دولي، يُعرف باسم مشروع «أفوغادرو» وينطوي على حساب عدد الذرات في كرتي كُثاب 28، كلتاهما تزنان وزن الرَّاز المعياري نفسه. وهذا يتيح لهم حساب قيمة ثابت «أفوغادرو» التي يحوّلها الباحثون إلى قيمة ثابت «بلانك». ويَستعمل أسلوب آخر جهازًا يُسمى «ميزان وات» لإيجاد قيمة ثابت بلانك عن طريق وزن كتلة اختبار تمّت معايرتها وفقًا للرّاز المعياري، ومقابلتها بقوة كَوْدَلِية (كهرومغناطيسية) مكافئة لقيمة الوزن. وقد ثبت أن التوصل إلى اتفاق أمر صعب، حتى فكَّر بعض الباحثين في أوائل عام 2011م في حل بسيط، وهو أخْذ متوسط قياسات جهازين مختلفين، ومثل هذا القلق ليس ضروريا، وذلك بفضل ثلاث سنوات من العمل المكثّف، حسب قول «يواخيم أولريش» رئيس المعهد الوطني الألماني للمقاييس PTB في براونشفايغ Braunschweig حيث ينسق مشروع «أفوغادرو» ويترأس اللجنة الاستشارية حول الوحدات في اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس. وجاءت أول علامة على التقدم، بعدما قام مختبر علم القياس والمعايير في أوتاوا المنبثق عن المجلس الوطني للبحوث في كندا NRC بشراء ميزان وات وإعادة بنائه، والذي شُيِّد أصلًا في مختبر الريزياء الوطني للمملكة المتحدة في تدينغتون Teddington. وفي المختبر الجديد، أخذ فريق المجلس الوطني للبحوث الجديد في حسبانه بعض الأخطاء المنهجية المتوقعة، التي لا تؤخذ في الاعتبار، ونُشرت النتيجة في يناير 2012م، حيث اقتربت من نتيجة كرة الكُثاب في مشروع «أفوغادرو». وقد أدّت كلّ هذه البحوث إلى تحديد كتلة الراز باستعمال «ثابت بلانك»، وهو أحد ثوابت الريزياء الكمّية، وميزان كيبل، وهو آلة وزن بالغة الدقة، لحساب كتلة جسم باستعمال قوة كودلية مقاسة بدقّة. وقال «مارتن ميلتون» مدير المكتب الدولي للأوزان والمقاييس «إعادة تعريف وحدات القياس لحظة تاريخية في التقدم العلمي». وأضاف «استعمال الثوابت الأساسية التي نلاحظها في الطبيعة كأساس للمفاهيم المهمّة مثل الكتلة والوقت يعني أن لدينا أساسا مستقرا نطور منه فهمنا العلمي ونتوصل من خلاله إلى صِنْعات جديدة ونتصدّى به لبعض أكبر التحديات التي تواجه المجتمع». وقال «باري إنجليس» الذي يرأس لجنة الأوزان والمقاييس إن النتائج هائلة. وأضاف «لن نكون بعد الآن مقيدين بقيود الأجسام في قياسنا للعالم، لكن لدينا وحدات يمكن الوصول إليها عالميا ويمكن أن تمهد الطريق أمام دقة أكبر بل وتسرع وتيرة التقدم العلمي»، وقد بدأ العمل بهذا التعريف الجديد في يوم 20 مايو (أيّار) من عام 2019م.

تعليق

الرَّاز في اللغة المقدار مما يُراز، كما أنّ القاس هو المِقدار ممّا يُقاس، والكال المِقدار ممّا يُكال، والثان مقتصرة من ثانية. والذّار مأخوذة من ذرّة على صيغة وحدات القياس، لأنّه يستعمل في الأوزان الذرّية، يُرمز له في اللغات الغربية بالحرف «u» وفي العربية بالحرف ذال وتكون نقطته مجوّفة غير مصمتة أو دال فوقه سكون «دْ»، أمّا النسبة إلى الكال والقاس والذار فكالوي وقاسوي وذاروي على الترتيب وعلى غير قياس.

لغة كلزية

kilogram
kilogramme
لغة فرنسية

kilogramme
مراجع

  • الفيزياء، المبادئ والتطبيقات. تأليف: دوغلاس، س. جيانكولي. نقله إلى العربية: مجموعة من المترجمين. مكتبة العبيكان، الطبعة الأولى 1435-2014م. الرياض، المملكة العربية السعودية.
  • نتور Nature الطبعة العربية ديسمبر 2015 / السنة الرابعة / العدد 39- الصفحة 24.
  • alhayat.com