Redefinisi satuan pokok SI 2019: Perbedaan antara revisi

[[Berkas:Unit relations in the old SI.svg|jmpl|312px|[[Sistem Satuan Internasional|Sistem SI]] sebelum redefinisi: KetergantunganDependensi definisi dari suatu [[Satuan dasarpokok SI|satuan dasarpokok]] terhadappada satuan dasarpokok lainnya (sebagai contoh, [[meter]] didefinisikan dalam halsebagai jarak yang dilalui oleh [[cahaya]] perdalam sepersekian [[detik]] tertentu), dengan konstanta alam dan artefak yang digunakan untuk mendefinisikannyamendefinisikan satuan-satuan tersebut (seperti massa dari [[Kilogram|IPK]] untuk mendefinisikan kilogram).]]

[[Berkas:Unit relations in the new SI.svg|jmpl|312px|Sistem SI setelah redefinisi 2019: KetergantunganDependensi definisi dari satuan SI pada [[konstanta fisika]] dengan nilai numerik yang tetap dan satuan dasar lain yang berasal dari kumpulan konstanta yangpokok samalainnya.]]

|url = https://www.nistbipm.govorg/news-eventsutils/newscommon/2018pdf/11/historicSI-vote-ties-kilogram-and-other-units-natural-constantsstatement.pdf

|title =Highlights in the work of theDecision BIPMCIPM/105-13 in(October 2016)

}}</ref><ref name=Brochure9_2018Brochure9_2019>

|title =Draft of the ninthBrosur SI Brochureedisi ke-9

|publisher = BIPM

|url = https://www.bipm.org/utils/en/pdfpublications/si-revised-brochure/Draft-SI-Brochure-2018.pdf

}}</ref> namun adanya keterbatasan teknispraktis (seperti patokan ukuran satuan) mengharuskan penggunaanilmuwan dunia menggunakan artefak ([[prototipe meter]] dan [[prototipe kilogram]]) ketika sistem metrik pertama kali diperkenalkan di Perancis[[Prancis]] pada tahun 1799. Meskipun dirancang untuk tidaktetap stabil untuk waktu yang lama, massa prototipe kilogram dan salinan sekundernya telah menunjukkan variasi kecil di antara satu sama lain seiring berjalannya waktu. Alasannya karena prototipe tersebut mengalami [[Degradasi|terdegradasidegradasi]] atau meluruhpeluruhan dari waktu ke waktusehingga prototipe ini sebenarnya kehilangan massa dalam jumlah sangat kecil dari waktu ke waktu, bahkan di ruang tertutup mereka. Perubahan dalam massa, dan bersama merekadengan nilai-nilai yang disediakan oleh artefak ini, sangat kecil sehingga tidak terlihat tanpa peralatan yang paling sensitif. Namun, dengan logika yang sama, instrumen-instrumen sensitif tersebut tidak bisa lagi memberikan pengukuran yang tepat, atau setidaknya tidak dalam tingkat toleransi yang dapat diterima. Karena artefak sering kali dianggap tidak memadai untuk mencapai tingkat akurasi yang diperlukan oleh sains, ilmuwan berusaha untuk melakukan pencarian untuk mendapat pengganti yang cocok. Ada juga definisi dari beberapa satuan yang ditentukan oleh pengukuran yang sulit diukur dengan tepat di laboratorium, seperti kelvin yang didefinisikan oleh titik tripel air. Dengan redefinisi 2019, SI sepenuhnya diturunkan dari fenomena alam dengan sebagian besar satuan didasarkan pada [[konstanta fisika]] dasar.

Struktur dasar dari SI dikembangkan selama lebih dari periode sekitar 170 tahun (1791 hingga 1960). Sejak tahun 1960, kemajuan teknologi membuatnya mungkin untuk mengatasi berbagai kelemahan dalam SI, seperti ketergantungandependensi pada artefak untuk mendefinisikan kilogram.

{{hatnote|Nilai numerik yang diadopsi oleh CGPM<ref name=draft-resolution-A>{{citation

|url=https://www.bipm.org/utils/en/pdf/CGPM/Draft-Resolution-A-EN.pdf
|language=en

Menyusul keberhasilan redefinisi dari satuan meter pada tahun 1983 dalam halberdasarkan nilai numerik yang tepat untuk kecepatan cahaya, Komite Konsultatif Satuan (CCU) BIPM merekomendasikan, dan BIPM mengusulkan, bahwa empat konstanta alam lebih lanjut harus didefinisikan untuk memiliki nilai yang tepat. Konstanta tersebut antara lain:

Ketujuh definisi di atas ditulis ulang di bawah ini dengan [[satuan turunan SI|satuan turunan]] ([[joule]], [[coulomb]], [[hertz]], [[Lumen (satuan)|lumen]] dan [[watt]]) dinyatakan dalam tujuh [[satuan dasarpokok SI|satuan dasarpokok]] (detik, meter, kilogram, ampere, kelvin, mol, dan candela), sesuai dengan edisi 9 yang diperbarui dari Brosur SI (2018).<ref name=Brochure9_2018Brochure9_2019/> Dalam daftar berikut, simbol sr adalah singkatan dari satuan tak berdimensi [[steradian]].

Sebagai bagian dari redefinisidefinisi baru ini, prototipe kilogram internasional dipensiunkan dan definisi satuan kilogram, [[ampere]], dan [[kelvin]] diganti. DefinisiSementara itu definisi untuk satuan [[mol]] direvisi.

Perubahan ini memilikiberakibat efekpada mendefinisikanpendefinisian ulang satuan dasarpokok SI, meskipun definisi satuan SI yang diturunkan dalam haldari satuan dasarpokok tetap sama.

== Dampak pada definisi satuan dasarpokok ==

Mengikuti proposal CCU, tekstulisan definisi dari semua satuan dasarpokok akan disempurnakan atau ditulis ulang mengubahmelalui perubahan penekanan dari definisi tipejenis eksplisit-satuan kesecara eksplisit- menuju definisi jenis konstanta secara eksplisit.<ref name=Explicit>

}}</ref> Definisi tipejenis satuan- secara eksplisit mendefinisikan satuan dalam halmenggunakan contoh spesifik dari satuan itu – misalnya pada tahun 1324 [[Edward II]] mendefinisikan satuan [[inci]] sebagai panjang dari tiga [[barleycorn (satuan)|''barleycorn'']]<ref name=Smoot>

}}</ref> dan sejak 1889 [[kilogram]] telah didefinisikan sebagai massa [[Kilogram|Prototipe Kilogram Internasional]]. Dalam definisi eksplisit-jenis konstanta secara eksplisit, sifat konstan diberikan dengan nilai tertentu dan definisi satuan akan muncul sebagai konsekuensinya. Sebagai contoh, pada tahun 1983, [[kecepatan cahaya]] didefinisikan tepatnya bernilai {{val|299792458}} meter per detik dan, karena detik telah didefinisikan secara independentersendiri, panjang meter dapat diturunkan.

Definisi sebelumnya<ref name=BaseDefs>{{SIBrochure8thSIbrochure8th |pages=112&ndash;116112–116}}</ref> ({{as of|2018||lc=y}}) dan definisi baru (mulai 2019){{r|Brochure9_2018Brochure9_2019|codata_2017}} dijelaskan di bawah ini.

Definisi baru [[detik]] secara efektif sama dengan definisi yang sebelumnya, satu-satunya perbedaan disini adalah bahwa kondisi ketikapemberlakuan definisi ini berlakutersebut didefinisikandijabarkan secara lebih ketat.

Definisi baru [[meter]] secara efektif sama dengan yang sebelumnya, satu-satunya perbedaan adalah bahwa ketelitian tambahan dalam definisi satuan detik akan dikembangkan kememengaruhi satuan meter.

:* '''Definisi sebelumnya:''' Meter merupakan panjang jalan yang dilalui oleh cahaya dalam ruang hampa selama selang waktu {{sfracDefSI|{{valmeter|299792458y}}}} detik.

[[Berkas:Watt balance, large view.jpg|jmpl|Sebuah [[timbangan Kibble]], yang digunakan untuk mengukur [[konstanta Planck]] dalam haldari prototipe kilogram internasional.<ref name=BIPMwatt>

Definisi [[kilogram]] berubah secara fundamental. – definisiDefinisi sebelumnya mendefinisikanmenjabarkan kilogram sebagai massa kilogram prototipe internasional, yang merupakan artefak dan bukan konstanta alam,.<ref name = Barry>

}}</ref> sedangkan definisiDefinisi baru menghubungkannyamenghubungkan kilogram dengan [[EkivalensiEkuivalensi massa-energi|massa ekivalenekuivalen]] pada [[Energi foton|energi]] dari suatu [[foton]] yang diberikandiketahui frekuensinya, melalui konstanta Planck.

:* '''Definisi sebelumnya:''' Kilogram merupakan satuan massa; satuan ini sama dengan massa prototipe {{DefSI|kilogram internasional.|y}}

Konsekuensi dari perubahan ini adalah bahwa definisi baru kilogram tergantungbergantung pada definisi dari detik dan meter.

Definisi [[ampere]] mengalami revisiperubahan besar. – definisiDefinisi sebelumnya, yang sulit diwujudkandiukur dengan ketepatan tinggi dalam praktikpraktiknya, digantikan oleh definisi yang lebih intuitif dan lebih mudah untuk disadaridiukur.

Karena definisi sebelumnya mengandung referensi padauntuk [[gaya]], yang memiliki [[Analisis dimensional|dimensi]] MLT⁻², maka dalam SI sebelumnya, kilogram, meter, dan detik, satuan dasarpokok yang mewakili dimensi-dimensi initersebut, harus didefinisikan sebelum ampere dapat didefinisikan. Konsekuensi lain dari definisi sebelumnya adalah bahwa dalam nilai SI, nilai dari [[permeabilitas vakum]] ({{Math|''μ''₀}}) bernilai tetap persisatau "eksak" pada {{val|4|end=''π''|e=-7|u=H.m-1}}.<ref>

}}</ref> Karena [[kecepatan cahaya]] dalam vakum ({{Math|''c''}}) juga bernilai tetap, maka halbesaran-besaran inidapat mengikutimembentuk persamaan:

:<math>c^2 = \fractfrac{1}{\mu_0\varepsilon_0} </math>

bahwadengan [[permitivitas vakum]] ({{Math|''ε''₀}}) memilikiyang nilaibernilai tetap, dan daripersamaan:

:<math>Z_0 = \sqrt{\fractfrac{\mu_0}{\varepsilon_0}} ,</math>

bahwadengan [[impedansi ruang hampa]] ({{Math|''Z''₀}}) jugayang memilikijuga nilaibernilai tetap.<ref>

Konsekuensi dari definisi yang telah direvisi tersebut adalah bahwa ampere tidak lagi tergantungbergantung pada definisi kilogram dan meter, tetapi masih tergantungbergantung pada definisi yang keduadetik. Selain itu, nilai-nilai numerik dari [[permeabilitas vakum]], [[permitivitas vakum]], dan [[impedansi ruang hampa]], yang tepatbernilai eksak sebelum redefinisi,definisi akanbaru, mengalami kesalahangalat eksperimental setelah redefinisi.<ref name=Chyla>

Definisi satuan [[kelvin]] mengalami perubahan mendasar. Daripada menggunakan titik tripel air untuk memperbaiki skala suhu, definisi baru menggunakan energi yang setara seperti diberikan oleh [[persamaan Boltzmann]].

:* '''Definisi sebelumnya:''' Kelvin, satuan [[suhu termodinamika]], merupakan suhu termodinamika sebesar {{sfracDefSI|273.16kelvin|y}} pada [[titik tripel]] [[air]].

Definisi [[mol]] saat ini menghubungkannya dengan kilogram. Definisi yang direvisidiperbaiki memecahkan hubungan tersebut dengan membuat mol sejumlah tertentu dari zat yang dimaksud.

:* '''Definisi 2019:''' {{rDefSI|cipm_106|p=22}} Mol, disimbolkan dengan mol, adalah satuan SI dari jumlah zat. Satu mol mengandung persis {{val|6.02214076|e=23}} entitas elementer. Angka ini adalah nilai numerik tetap dari [[konstanta Avogadro]], {{math|''N''_A}}, ketika dinyatakan dalam satuan mol⁻¹ dan disebut bilangan Avogadro.<ref>[https://www.bipm.org/utils/en/pdf/CIPM/CIPM2017-EN.pdf?page=23 CIPM Report of 106th Meeting] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180127202612/https://www.bipm.org/utils/en/pdf/CIPM/CIPM2017-EN.pdf?page=23 |date=27 January 2018 }} Diakses tanggal 7 April 2018</ref><ref>

* Untuk redefinisidefinisi baru kilogram, setidaknya tiga eksperimen terpisah dilakukan menghasilkan nilai untuk konstanta Planck yang memiliki perluasan (95%) [[Ketidakpastian pengukuran|ketidakpastian]] relatif untuk tidak lebih dari {{val|5|e=-8}} dan setidaknya satu dari nilai-nilai ini harus lebih baik daripada {{val|2|e=-8}}. Baik [[timbangan Kibble]] dan [[Konstanta Avogadro#Koordinasi Avogadro Internasional|proyek Avogadro]] harus dimasukkan dalam eksperimen ini dan setiap perbedaan di antara keduanya dapat direkonsiliasi.<ref>{{cite web

|accessdate = 27 Juni 2012|language=en}}</ref><ref>{{cite web

|accessdate = 27 Juni 2012
|language = en

|accessdate = 27 Juni 2012
|language = en

Pada 1 September 2012 [[Institut Asosiasi Metrologi Nasional Eropa]] (EURAMET) meluncurkan proyek formal untuk mengurangi perbedaan relatif antara timbangan Kibble dan pendekatan bola silikon untuk mengukur kilogram dari {{val|17|5|e=-8}} menjadi dalam {{val|2|e=-8}}.<ref>{{cite web

|accessdate = 8 Oktober 2012
|language = en

{{As of|2013|3}} redefinisidefinisi baru yang diusulkan dikenal sebagai "SI Baru" (''New SI''),<ref name=Kuehne/> tetapi Mohr, dalam sebuah makalah yang mengikuti proposal CGPM tetapi mendahului proposal formal CCU, menyarankan bahwa karena sistem yang diusulkan memanfaatkan fenomena [[Alam kuantum|skala atomik]] dan bukan fenomena [[Skala makroskopik|makroskopik]], sistem ini seharusnya disebut sebagai "Sistem SI Kuantum".<ref>

Pada 2014, CODATA merekomendasikan nilai konstanta fisika dasar (diterbitkan pada tahun 2016, menggunakan data yang dikumpulkan hingga akhir 2014), semua pengukuran memenuhi persyaratan CGPM dan alurnya jelas untuk dilanjutkan dengan redefinisidefinisi baru ini danyang akan ditetapkan dalam pertemuan empat tahunan CGPM berikutnya di akhir 2018.<ref name=NIST16>

Pada tanggal 20 Oktober 2017, pertemuan ke-106 Komite Internasional untuk Timbangan dan Ukuran (CIPM) secara resmi menerima revisi Draft Resolusi A yang menyerukan redefinisidefinisi baru SI, untuk dilakukan pemungutan suara pada CGPM ke-26,<ref name=cipm_106>

}}</ref>{{Rp|17–23}} Hari yang sama, sebagai tanggapan atas dukungan CIPM terhadap nilai akhir{{r|cipm_106|p=22}}, Kelompok Tugas CODATA pada Konstanta Dasar menerbitkan nilai-nilai yang direkomendasikan tahun 2017 untuk empat konstanta (dengan ketidakpastiannya) dan nilai numerik yang diusulkan untuk redefinisidefinisi baru (tanpa ketidakpastian).{{r|codata_2017}} Pemungutan suara, yang diselenggarakan pada 16 November 2018 di GCPM ke-26, menghasilkan suara bulat dari semua perwakilan nasional yang hadir yang mendukung proposal yang direvisi. Definisi baru ini akan berlaku efektif pada 20 Mei 2019.<ref>

* [[Satuan dasarpokok SI]]

[[Kategori:Satuan SI]]