Sur la voie d'un nouveau kilogramme étalon

Les chercheurs internationaux sont en bonne voie pour donner une nouvelle définition au kilogramme. Le nouvel étalon pourrait devenir une boule de silicium pur (isotope 28) qui remplacerait l'actuel kilogramme-étalon élaboré en 1889 et stocké près de Paris. Afin de mesurer avec exactitude le poids de cette nouvelle boule, le Centre Laser d'Hanovre (Laser Zentrum Hannover e.V. LZH) a été chargé de placer des marqueurs sur sa surface.


Le diamètre de la boule est de 9,36 cm et elle est d'une pureté encore jamais égalée. Composée à 99,99% de silicium (isotope 28), sa structure reste quasiment parfaite. En mesurant le rayon à différents endroits à partir du centre de la boule vers la surface, l'écart de mesure ne dépasse jamais 30 nm. Si la Terre était aussi lisse que cette boule, le point le plus haut de la planète, le Mont Everest, ne mesurerait pas plus de 1,82 m.

Afin de réaliser cette boule à la perfection, les atomes la composant ont été comptés grâce à un appareil de mesure utilisant des rayons X. Partant du fait que le nombre d'atomes de silicium dans un kilogramme est connu, le dénombrement des atomes permet d'estimer l'exactitude du nouvel étalon du kilogramme. Pour cela, il est tout de même nécessaire que la boule située dans l'appareil de mesure soit correctement positionnée. Afin de marquer la boule sans perdition de poids, elle est structurée à l'aide d'un laser. Le LZH, en collaboration avec Micreon GmbH à Hanovre a été choisi pour réaliser ce marquage, à l'aide d'un laser femtoseconde.

Une boule prototype a été récemment réalisée avec succès en intégrant trois marqueurs. Une seconde boule encore plus pure devrait être également marquée par le LZH et Micreon GmbH dans un futur proche.