Sveriges riksmeter

riksmeter1

 

För att få reda på hur lång en meter är måste man ta sig till Borås. Till ett laboratorium på Sveriges Tekniska Forskningsinstitut närmare bestämt. Där förvaras nämligen de två ”riksmetrarna” som hjälper Sverige att hålla längden.

Vad är egentligen en meter? De flesta skulle nog haspla ur sig något i stil med 100 centimeter. Eller kanske få bilder av tumstockar och måttband i huvudet. Ytterst få skulle förmodligen svara: ”den sträcka som ljuset tillryggalägger i fria rymden under tiden 1/299 792 458 sekund”. För sedan den 20 oktober 1983 är det nämligen just så man definierar en meter. Det har Internationella byrån för mått och vikt, BIPM, i Paris bestämt. I ett stort 70-talskomplex i utkanten av Borås arbetar en hel stab mättekniker med att se till så att BIPM:s definition följs. Här ligger nämligen SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut som av regeringen utsetts till riksmätplats för de centrala storheterna i det internationella måttenhetssystemet, SI-systemet. Lite förenklat skulle man kunna säga att SP, bland mycket annat, ser till så att Sverige håller längden, vikten och tiden. I ett högteknologiskt laboratorium på SP:s avdelning Mätteknik träffar vi sektionschefen Mathias Johansson och forskaren Martin Zelan. På ett bord framför dem står de två lasrarna – ”riksmetrarna” – som gör det möjligt för SP att realisera metern. Lasrarna används för att kalibrera mätinstrument åt en mängd företag och myndigheter, bland annat Lantmäteriet. Det är av förklarliga skäl ytterst viktigt att alla mäter likadant, så att en meter förblir just en meter.

– Alla mätningar som görs i Sverige måste kunna spåras i en sammanhållen kedja till våra huvudreferenser för metern. Det är viktigt för att man ska få exakt samma resultat på skjutmåttet var i världen man än befinner sig, säger Mathias Johansson.

Vi släcker lamporna och sätter igång de röda lasrarna, eller ”Sveriges meter nummer ett” och ”Sveriges meter nummer två”, som Martin Zelan kallar dem. Med hjälp av apparaterna kan SP realisera metern med en noggrannhet på tolv decimaler. Det är också här inne som SP kalibrerar mätutrustning. Det görs genom att kundobjektens frekvens kalibreras med ”riksmetrarnas”. Laserstrålarna skapar en högteknologisk känsla i det mörka rummet. Men Martin Zelan och Mathias Johansson berättar att lasrarna faktiskt har drygt 20 år på nacken. Vid sidan om de båda ”riksmetrarna” står även en tredje, betydligt modernare apparat. Det är en optisk frekvenskam som på sikt kan bli Sveriges tredje riksmeter. Martin Zelan berättar att frekvenskammen sopar banan med lasrarna, bland annat när det kommer till exakthet.

– Istället för tolv decimaler finns det möjlighet att med den optiska frekvenskammen realisera metern med en noggrannhet på arton decimaler. Men jag hoppas inte att det blir Sveriges tredje riksmeter, jag vill ha den till andra saker, säger Martin Zelan.

Metern har, precis som många av de andra storheterna i SI-systemet, en lång historia, men det skulle dröja flera tusen år innan den blev den vedertagna måttenheten för längd. Flera tusen år före Kristus började man i dåvarande Egypten att använda sig av en måttenhet vid namn cubit. Den var cirka 52 centimeter lång och motsvarade avståndet mellan armbågen och långfingerspetsen. Eftersom folkets armar, av förklarliga skäl, var olika långa tillverkade man runt år 2 500 före Kristus en standardcubit i svart marmor som alla skulle rätta sig efter. I Europa rådde under många århundraden total måttförvirring. Först på 1200-talet standardiserades ett antal enheter i England, även om det fortfarande fanns en mängd lokala variationer vid sidan om. På 1600-talet höjdes röster för ett universellt måttsystem och ett flertal innovativa förslag lades fram. En fransk kyrkoherde vid namn Mounton propagerade för att man skulle använda sig av jordmeridiangraden för att få fram en enhet. Men det skulle dröja ända till den franska revolutionen i slutet av 1700-talet innan några beslut fattades. För att bringa ordning i det mätkaos som rådde samt att underlätta handel länder emellan beslutade den franska vetenskapsakademien att alla stater borde införa samma längdmått. Den nya längdenheten skulle knytas till en naturkonstant och vara oberoende av andra enheter. Förslaget – som hämtade inspiration från Mountons meridianteori – blev följande: en tiomiljondel av avståndet mellan nordpolen och ekvatorn längs Parismeridianen. Förslaget godkändes 1791. Efter flera år av mätningar antogs officiellt det metriska systemet i Frankrike 1799 varpå en arkivmeter tillverkades. Men det visade sig att mätningarna hade blivit en aning felaktiga vilket resulterade i att arkivmetern blev cirka 0,2 millimeter för kort. Eftersom en korrigering hade varit praktiskt ogenomförbar valde man istället att definiera om enheten meter efter arkivmeterns längd. Svenskarna såg med misstro på den nya längdenheten och ville inte ge upp den inhemska måttenheten alnen som standardiserats 1605. Trots ett massivt motstånd drev till slut bankmannen A.O. Wallenberg igenom frågan och 1875 undertecknade Sverige – tillsammans med 15 andra länder – meterkonventionen. Utifrån den fysiska världsmeterprototypen i Paris tillverkades 30 stycken meterprototyper i platina och iridium som skickades ut över världen. Men att utgå från prototyper var opraktiskt och osäkert. En stulen eller förstörd världsmeterprototyp hade kunnat leda till katastrof. Under många år arbetade forskarna istället med att försöka få fram en mer universell definition i form av en fysisk konstant – en som gjorde stora insatser var Erik Bergstrand på Rikets allmänna kartverk som på 1940-talet konstruerade geodimetern som kunde mäta ljusets hastighet. År 1960 skrotades den prototypbaserade meterdefinitionen och ersattes av en definition som baserades på optiska mätningar. Sedan dröjde det inte länge förrän lasern gjorde entré. Och i oktober 1983 slogs den senaste, och nuvarande, definitionen fast av BIPM i Paris.

Många tar metern för given. Men det krävs ett ambitiöst och ansvarsfullt arbete för att se till så att dess definition följs. Det vet Mathias Johansson och Martin Zelan. Man kan bara spekulera i vilka samhälleliga konsekvenser en icke-fungerande kontroll av meterdefinitionen hade kunnat innebära.

– Produktion och handel över gränser hade kunnat slås ut. Hela den industriella utvecklingen bygger på att de här sakerna hänger ihop, säger Mathias Johansson.

Text: Johan Joelsson

Bilder: Jonatan Jacobson

 

riksmeter2

 

riksmeter3                riksmeter4

 

riksmeter5