| Nanogrammi (ng) | Chilogrammi (kg) |
|---|---|
| 1 Nanogrammo | 1 × 10-12 kg |
| 2 Nanogrammi | 2 × 10-12 kg |
| 3 Nanogrammi | 3 × 10-12 kg |
| 4 Nanogrammi | 4 × 10-12 kg |
| 5 Nanogrammi | 5 × 10-12 kg |
| 10 Nanogrammi | 1 × 10-11 kg |
| 20 Nanogrammi | 2 × 10-11 kg |
| 25 Nanogrammi | 2.5 × 10-11 kg |
| 50 Nanogrammi | 5 × 10-11 kg |
| 100 Nanogrammi | 1 × 10-10 kg |
| Riferimento | Nanogrammi (ng) | Chilogrammi (kg) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (80 gsm) | 5 × 109 ng | 0.005 kg |
| One litre of water | 1 × 1012 ng | 1 kg |
| Average adult human | 7 × 1013 ng | 70 kg |
| A small car | 1.4 × 1015 ng | 1400 kg |
Il nanogrammo è un’unità di massa pari a un miliardesimo di grammo, ovvero a un millesimo di microgrammo. Il suo simbolo è ng. Espresso nell’unità di base del SI vale 10 elevato a meno dodici chilogrammi.
Dietro il nanogrammo non c’è nulla di storico. Esiste perché i prefissi del SI si estendono senza limite, ed è diventato utile solo quando gli strumenti hanno raggiunto la sensibilità che lo giustifica. Una buona bilancia analitica risolve decimi di microgrammo e si ferma lì; nessuna bilancia pesa direttamente un nanogrammo. La quantità viene invece dedotta dal segnale che uno spettrometro di massa, un immunodosaggio o una colonna cromatografica producono quando li attraversa un volume noto di campione.
È nel laboratorio di analisi che la maggior parte delle persone incontra l’unità senza accorgersene. Le concentrazioni di ormoni e farmaci nel sangue si esprimono in nanogrammi per millilitro: testosterone, antigene prostatico specifico, digossina, tacrolimus e, nella pratica americana, vitamina D. Il monitoraggio terapeutico dipende da questa scala, perché per alcuni farmaci pochi nanogrammi per millilitro separano la concentrazione efficace da quella tossica. Le soglie antidoping sono scritte allo stesso modo, ed è per questo che un atleta può risultare positivo per una sostanza presente in quantità invisibili a qualunque altra misura.
La chimica ambientale la usa per i contaminanti più tossici, le cui concentrazioni rilevanti stanno molto al di sotto di ciò che un’unità della scala del grammo descrive comodamente. Diossine e furani nell’aria si indicano in nanogrammi per metro cubo, il mercurio e gli idrocarburi policiclici aromatici in nanogrammi per litro d’acqua. I limiti normativi per queste sostanze sono fissati a concentrazioni divenute misurabili solo nella seconda metà del Novecento, sicché l’unità e la norma sono arrivate insieme.
La scala è difficile da immaginare. Un solo granello di sale fino pesa circa sessanta microgrammi, cioè sessantamila nanogrammi. Una cellula di mammifero pesa dell’ordine di un nanogrammo, quindi un nanogrammo di tessuto corrisponde a poche cellule. Un microgrammo di qualsiasi cosa è già invisibile; un nanogrammo ne è il millesimo.
Un nanogrammo equivale a 0,001 microgrammi, a un milionesimo di milligrammo e a un miliardesimo di grammo.
Il chilogrammo è l’unità di base della massa nel Sistema internazionale di unità. Il suo simbolo è kg. È l’unica unità di base il cui nome porta un prefisso, eredità del primo sistema metrico mai messa in ordine.
Per oltre un secolo il chilogrammo fu definito da un solo oggetto: un cilindro di platino iridio conservato all’Ufficio internazionale dei pesi e delle misure di Sèvres, presso Parigi. Quaranta copie ufficiali furono distribuite agli stati membri e confrontate con il prototipo a lunghi intervalli. Quei confronti rivelarono una deriva lenta di alcune decine di microgrammi fra il prototipo e le sue copie nell’arco di cent’anni, senza che si potesse dire quale fosse cambiato. Un’unità definibile solo attraverso un oggetto che nessuno poteva verificare era imbarazzante per un sistema fondato sulla riproducibilità.
La ridefinizione è entrata in vigore il 20 maggio 2019. Il chilogrammo è ora fissato assegnando un valore esatto alla costante di Planck, 6,62607015 per dieci elevato a meno trentaquattro joule secondo, il che lega la massa al tempo e alla lunghezza attraverso la meccanica quantistica. In pratica la realizzazione avviene con una bilancia di Kibble, che equilibra una massa contro una forza elettromagnetica la cui intensità è nota in termini elettrici, oppure contando gli atomi di una sfera di silicio quasi perfetta. Qualsiasi laboratorio adeguatamente attrezzato può oggi realizzare l’unità da sé.
La vita quotidiana non è toccata da nulla di tutto ciò. Peso corporeo, spesa, franchigia bagagli, merci e il lato della massa in quasi ogni calcolo ingegneristico sono in chilogrammi, e il prototipo internazionale resta nel suo caveau come oggetto storico e non come definizione.
Realizzare la nuova definizione richiede uno strumento anziché un oggetto. Una bilancia di Kibble regge una massa contro una forza elettromagnetica il cui valore si ricava dalla costante di Planck, confrontando direttamente la potenza meccanica e quella elettrica, e un secondo metodo conta gli atomi di una sfera quasi perfetta di silicio 28 il cui diametro e passo reticolare sono noti a poche parti su un miliardo. Le due vie concordano entro una ventina di microgrammi per chilogrammo, e qualunque laboratorio ne costruisca una può oggi realizzare il proprio campione primario. È questo il guadagno pratico del cambiamento: la massa non deve più risalire a un unico cilindro in una cassaforte, e nessun incidente occorso a quello può spostare l’unità.
Un chilogrammo equivale a 1000 grammi, a circa 2,20462 libbre o a circa 35,274 once.