Misure d’Archivio. Dal sassolino romano alla costante di Planck – La metamorfosi del Grammo

La misurazione è un bisogno profondamente radicato nella storia umana. Da sempre l’uomo ha cercato di quantificare il mondo circostante, ma la ricerca di un sistema universale, immutabile e preciso ha richiesto secoli di evoluzione scientifica e filosofica. Nella nostra rubrica “Misure d’archivio”, ti portiamo alla scoperta di come è nata e come si è trasformata l’unità di misura della massa che utilizziamo ogni giorno in laboratorio: il grammo.

L’origine della parola: quando la misura era uno “scrupolo”

Prima dell’introduzione del sistema metrico decimale, nato sotto l’impulso della Rivoluzione Francese, i sistemi di pesata si basavano su unità ereditate dall’antica Roma, come la libbra e l’oncia. La ventiquattresima parte dell’oncia era definita scrupulum (scrupolo), che in latino significava letteralmente “piccolo sassolino”. Trattandosi dell’unità più piccola a disposizione, il termine è passato col tempo a indicare metaforicamente un piccolo fastidio o un dubbio dell’animo, proprio come un sassolino nella scarpa.

La parola “grammo”, invece, fa la sua comparsa ufficiale con il francese gramme, derivato dal latino tardo gramma e, ancora prima, dal greco gràmma (segno, scrittura – la stessa radice di grammatica ed elettrocardiogramma). Nelle antiche bilance, il gramma era proprio la tacca o il segno inciso sulla scala dei pesi per indicare la frazione minore.

1793: la nascita metrologica legata all’acqua

La vera codifica scientifica del grammo avviene nel 1793, quando venne definito come la massa di un centimetro cubo di acqua distillata, portata alla temperatura di 3,98 °C.

La scelta di questa specifica temperatura non fu casuale: è il punto esatto in cui l’acqua raggiunge la sua massima densità, occupando il minor volume possibile (al di sotto, verso lo zero, l’acqua si espande diventando ghiaccio; al di sopra, il volume aumenta man mano che si riscalda).

Nel 1795 venne introdotto il chilogrammo, definito come la massa di un decimetro cubo d’acqua alla medesima temperatura. Tuttavia, l’uso dell’acqua come campione pratico risultava complesso e instabile. Così, nel 1799, il decimetro cubo d’acqua fu ufficialmente sostituito da un campione fisico: un cilindro di platino. Questo sistema basato su un “manufatto” di riferimento è rimasto in vigore per oltre due secoli, evolvendosi nel Prototipo Internazionale del Chilogrammo (Le Grand K), un cilindro di platino-iridio custodito in una camera blindata presso il Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) a Sèvres, in Francia.

Il limite degli oggetti fisici

Fino a pochi anni fa, l’intero sistema globale delle misure di massa dipendeva da quel singolo cilindro metallico parigino. Tuttavia, gli esperti metrologi si resero conto di un problema critico: gli oggetti fisici possono usurarsi, accumulare micro-contaminazioni o perdere atomi. Nonostante le accurate precauzioni, la massa de Le Grand K mostrava microscopiche variazioni nel tempo rispetto alle sue copie conformi. Un sistema basato su un oggetto fisico non poteva essere considerato “per tutti i tempi, per tutti i popoli”.

Il punto di svolta: la rivoluzione di Versailles

Il 16 novembre 2018, a Versailles, i rappresentanti di 60 paesi hanno approvato all’unanimità una storica revisione del Sistema Internazionale delle Unità di Misura (SI). Entrata ufficialmente in vigore il 20 maggio 2019, questa riforma ha realizzato il sogno degli scienziati dell’Illuminismo: slegare le misure dagli oggetti materiali per ancorarle alle leggi fondamentali e immutabili della fisica.

Il chilogrammo (e di conseguenza il grammo) è stato ridefinito partendo dal valore numerico fisso della costante di Planck. Gli scienziati – dunque – per definire un chilogrammo esatto, “pesano” l’energia elettromagnetica necessaria a contrastare quella massa, e per calcolare quell’energia usano il tempo (il secondo), lo spazio (il metro) e la costante di Planck.

L’impatto nei laboratori moderni

Se per il consumatore finale un chilogrammo di generi alimentari al mercato è rimasto identico, l’impatto per la scienza e l’industria di precisione è stato di fondamentale importanza.

La ridefinizione ha “democratizzato” la precisione metrologica: non è più necessario confrontarsi fisicamente con il prototipo custodito in Francia per ottenere la riferibilità. Inoltre, ha garantito una straordinaria scalabilità. Nei laboratori chimici e farmaceutici moderni, dove si lavora con quantità di principi attivi dell’ordine dei milligrammi o microgrammi, la nuova definizione permette misurazioni incredibilmente stabili e precise, eliminando le incertezze strutturali che i vecchi standard fisici portavano con sé.

Ogni volta che l’umanità ha incrementato la precisione delle sue misure, ha aperto la strada a nuove innovazioni tecnologiche. In Valitek (Ghiaroni Group), manteniamo questo rigore scientifico ogni giorno, assicurando che la strumentazione del vostro laboratorio rispetti i più severi standard metrologici mondiali.

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