Entra en vigor nueva definición mundial del kilogramo, basado en la física cuántica

Le Grand K, conservado en la desde 1889 en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM) en Sevres, Francia | foto cortesía

 

Desde este 20 de mayo de 2019 la nueva definición del kilogramo no depende de ningún objeto físico como el “Grand K”, sino de la constante de Planck (h), un valor fundamental de la física cuántica.

Por lapatilla.com

Este nuevo sistema de medidas fue decidido en noviembre en Versalles, cerca de París, por la Conferencia general de pesos y medidas (CGPM), un organismo creado a finales del siglo XIX y que se reúne cada cuatro o seis años.

Los representantes de 60 países tomaron entonces “una decisión histórica” a favor de una nueva definición del Sistema internacional de Unidades (SI), lo que comporta modificar la definición mundial del kilogramo así como del amperio, el kelvin y el mol.

La definición del kilo había dependido hasta ahora del cilindro metálico denominado “Gran K”, cuyo original se conserva desde 1889 en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM) en Sevres, a pocos kilómetros al oeste de París. No obstante, los científicos constataron que la masa de este prototipo internacional había variado, de forma muy ligera, en comparación con otras seis copias realizadas a finales del siglo XIX de este mismo cilindro, compuesto a través de platino e iridio.

El sistema ha estado lejos de ser perfecto. Cuando el cilindro fue retirado por última vez de la bóveda en 1988, los metrólogos de la oficina se sintieron decepcionados al descubrir que su masa y las de sus copias oficiales se habían separado hasta en 70 microgramos desde 1889. Esa discrepancia es pequeña, comparable a la masa de un pequeño grano de azúcar, pero confirmó una inestabilidad preocupante. Todo lo que los metrólogos pueden decir es que el kilogramo maestro parece haber perdido hasta 50 µg a lo largo de un siglo en relación con sus hermanos. Pero la deriva real podría ser hacia arriba o hacia abajo, e incluso podría ser mucho más de 50 µg, porque el prototipo y sus copias metalúrgicamente idénticas podrían estar cambiando como un conjunto.

La constante de Planck

La variación del peso de la “Gran K” resultaría anecdótica para la mayoría de las personas, pero suponía un problema para la ciencia y la industria inmersas en la era de lo increíblemente minúsculo, sobre todo gracias al desarrollo de la tecnología cuántica. El kilogramo se derivará desde este 20 de mayo a partir de la constante de Planck.

La constante de Planck es una constante fundamental de la física cuántica. Ese cambio, al menos en principio, permitiría a cualquier laboratorio “realizar” el kilogramo desde cero con una serie de experimentos y equipos especializados. Pero para que ese esquema funcione, el kilogramo derivado por un laboratorio debe ser el mismo que el derivado por otros.

Hay una serie de balanzas de vatios y balanzas electromecánicas similares en construcción en todo el mundo. Pero para participar cada grupo debe demostrar que puede medir un kilogramo con una incertidumbre de 0,00002 por ciento o menos, lo que significa que no puede estar apagado en más de 200 microgramos.

El kelvin, medido hasta ahora a través del agua, será definido a través de la constante de Boltzmann (k), una unidad relacionada con la agitación térmica de las partículas de un cuerpo. El amperio se medirá a partir de la carga elemental (e), la carga eléctrica de un protón, y el mol, una unidad utilizada sobre todo en la química, dependerá directamente de la constante de Avogadro (NA).

Con información de DW, AFP y IEEE Spectrum