Bagi sebagian orang, emas adalah salah satu benda yang identik dengan sesuatu yang mahal dan bernilai tinggi.
Namun bagi anak teknis, terutama yang berkecimpung di laboratorium dan metrologi, ada benda lain yang tidak kalah menarik: standar massa dengan material dan tingkat ketelitian yang tinggi.
Bayangkan sebuah timbangan yang mampu membaca hingga 0,00001 gram.
Angka tersebut setara dengan 0,01 miligram atau 10 mikrogram. Bagi orang awam, angka ini mungkin terlihat terlalu kecil untuk diperhatikan. Tetapi bagi dunia pengukuran, perubahan sekecil itu dapat menjadi sesuatu yang penting.
Kalau orang lain melihat tas Dior dan berkata, “Mahal juga.”
Anak teknis mungkin melihat timbangan dengan resolusi 0,00001 gram dan berpikir, “Nah, ini baru menarik.”
Semakin kecil yang diukur, semakin besar tantangannya
Pada pengukuran dengan resolusi yang sangat kecil, menjaga kestabilan hasil pengukuran bukan perkara sederhana.
Getaran, aliran udara, temperatur, kelembapan, kebersihan permukaan, hingga cara operator melakukan penimbangan dapat memberikan pengaruh terhadap hasil.
Ketika rentang pengukuran semakin kecil, perubahan yang sebelumnya terlihat tidak signifikan dapat menjadi sesuatu yang perlu diperhatikan.
Karena itu, kemampuan sebuah timbangan untuk menampilkan banyak angka di belakang koma bukan satu-satunya hal yang penting.
Pertanyaan berikutnya adalah:
Seberapa dapat dipercaya angka tersebut?
Di sinilah kalibrasi berperan.
Kalibrasi dilakukan untuk mengetahui karakteristik kinerja alat ukur terhadap standar acuan yang tertelusur. Dengan demikian, pengguna tidak hanya mendapatkan angka dari alat, tetapi juga memiliki dasar untuk menilai apakah hasil pengukuran tersebut masih sesuai dengan persyaratan yang ditetapkan.
Platinum-iridium, “emas”-nya anak metrologi
Ada satu cerita menarik dalam sejarah pengukuran massa.
Selama lebih dari satu abad, definisi kilogram dikaitkan dengan sebuah artefak fisik yang dikenal sebagai International Prototype of the Kilogram (IPK). Artefak tersebut dibuat dari paduan platinum-iridium dan disimpan di bawah kondisi yang sangat terkendali di Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), Prancis.
Pada masa itu, kilogram benar-benar memiliki sebuah “benda” sebagai acuan.
Artinya, ketika berbicara mengenai satu kilogram, ada sebuah artefak fisik yang menjadi rujukan internasional.
Bagi anak teknis, mungkin di sinilah analogi “emas” itu terasa. Benda kecil dengan material khusus tersebut bukan sekadar mahal secara material, tetapi memiliki posisi yang sangat penting dalam sistem pengukuran dunia.
Namun kemudian terjadi perubahan besar.
Pada 20 Mei 2019, definisi kilogram dalam Sistem Internasional Satuan (SI) resmi diubah. Kilogram tidak lagi didefinisikan berdasarkan massa sebuah benda fisik.
Sekarang kilogram ditetapkan berdasarkan nilai tetap konstanta Planck, h, bersama dengan definisi satuan SI lainnya.
Dengan perubahan tersebut, standar massa tidak lagi bergantung pada satu artefak fisik sebagai definisi kilogram.
Ini merupakan salah satu perubahan penting dalam sejarah metrologi: dari standar yang berbasis pada artefak fisik menuju definisi yang berbasis pada konstanta alam.
Jadi, platinum-iridium sudah tidak penting?
Bukan begitu.
Artefak dan standar massa fisik tetap memiliki peran penting dalam metrologi. Yang berubah adalah dasar definisi satuannya.
Setelah redefinisi SI, realisasi kilogram dapat dilakukan menggunakan metode-metode seperti Kibble balance dan metode lain yang menghubungkan pengukuran massa dengan konstanta Planck.
Dengan kata lain, kita tidak lagi mengatakan:
“Satu kilogram adalah massa benda ini.”
Tetapi konsepnya berubah menjadi:
“Satu kilogram direalisasikan berdasarkan definisi SI yang terkait dengan konstanta Planck.”
Perubahan ini membuat sistem satuan menjadi lebih fundamental dan tidak bergantung pada kondisi satu artefak fisik tertentu.
Dari kilogram sampai 0,00001 gram
Di sinilah menariknya dunia pengukuran.
Ketika sebuah timbangan mampu membaca hingga 0,00001 gram, kita sedang berhadapan dengan pengukuran pada skala yang sangat kecil.
Semakin kecil nilai yang ingin diamati, semakin besar perhatian yang harus diberikan terhadap lingkungan, metode pengukuran, standar, ketidakpastian, dan ketertelusuran.
Sebuah angka yang terlihat sangat presisi belum tentu otomatis berarti hasilnya akurat.
Karena itu, anak teknis tidak hanya melihat:
“Timbangannya bisa baca lima angka di belakang koma.”
Tetapi juga bertanya:
“Standarnya apa?”
“Ketidakpastiannya berapa?”
“Tertelusur ke mana?”
“Bagaimana kondisi lingkungannya?”
Pada akhirnya, kemewahan dalam dunia metrologi bukan sekadar memiliki alat yang mampu membaca angka kecil.
Kemewahannya adalah memiliki sistem pengukuran yang dapat mempertanggungjawabkan angka tersebut.
Kalau bagi sebagian orang tas Dior adalah barang mewah, bagi anak teknis mungkin ada versi lainnya:
timbangan dengan resolusi 0,00001 gram, standar massa yang tepat, dan rantai ketertelusuran yang jelas.
Karena di dunia metrologi, benda boleh kecil.
Tetapi tanggung jawab terhadap angkanya tidak pernah kecil.