El Panel Internacional de Medidas y Pesos se reunirá en noviembre de 2018 para aprobar definiciones menos arbitrarias y más precisas de kilogramos, amperios, moles y kelvins
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| Dibujo de un prototipo de iridio y platino usado para definir un kilogramo |
¿Cuánto pesa un kilogramo? O, mejor dicho, ¿qué masa tiene un kilogramo? (El kilogramo es una unidad de masa, pero el peso se expresa a partir de la unidad de fuerza, el newton). La respuesta está en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM), situada en Sèvres, cerca de París (Francia). Allí, el kilogramo está definido, de forma arbitraria, como la masa que tiene un cilindro metálico hecho de una aleación de platino (90 por ciento) e iridio (10 por ciento) y que tiene una altura y un diámetro de 39 milímetros. El problema es que a causa de los caprichos de la química hasta un cilindro hecho de platino e iridio puede cambiar de masa con el tiempo. Así que, ¿cuánto «pesa» un kilogramo?
Tal como ha informado Nature , el Panel Internacional de Medidas y Pesos se ha reunido para revisar los planes en los que están trabajando para elaborar nuevas recomendaciones y redefinir el kilogramo, el amperio, el kelvin y el mol. Esta vez se valdrán de complejos y precisos experimentos y leyes físicas en vez de en medidas arbitrarias. Las decisiones definitivas se adoptarán en la Conferencia General de Pesos y Medidas que se celebrará en noviembre de 2018, y sus cambios entrarán en vigor en mayo de 2019 y afectarán a todos aquellos que usen el Sistema Internacional de Unidades.
Esto no tendrá efecto alguno en las escalas convencionales. Pero para los científicos que se mueven en cifras extremas, las nuevas medidas reducirán mucho la incertidumbre. El truco radicará en relacionar las unidades con constantes y en poder referirlas a otras unidades. Por ejemplo, para definir el kilogramo habrá que tener en cuenta la constante de Planck.
El kilogramo
En la actualidad el kilogramo es la masa del prototipo internacional situado en Sèvres (Francia). Se ha constatado que algunos de los prototipos oficiales diseñados a imagen y semejanza de este han ganado hasta 50 microgramos en un siglo a causa de la incorporación de moléculas. Pero a partir de la próxima Conferencia General de Pesos y Medidas esto no tendrá importancia: el kilogramo se definirá a través del «equilibrio de Watt», un experimento que permite comparar la energía mecánica con la electromagnética a través de una corriente y una masa, valiéndose de un láser. Gracias a ciertas medidas del experimento y a la constante de Planck los científicos pueden determinar la masa del kilogramo con gran exactitud.
El kelvin
La unidad de temperatura del Sistema Internacional, el kelvin, está relacionada con la temperatura y la presión con la cual el agua, el hielo y el vapor de agua coexisten en equilibrio (esto se llama el punto triple del agua). A partir de la redefinición, el kelvin se establecerá a partir de la velocidad del sonido en una esfera resonadora llena de gas en unas circunstancias controladas.
El amperio
La definición moderna del amperio, la unidad de intensidad de corriente eléctrica, establecida desde 1948, depende de un experimento imaginario en que se genera una fuerza entre dos hilos infinitos. Pero con la nueva definición, el amperio será definido por la corriente eléctrica a través de una «bomba» superenfriada.
El mol
El mol es la unidad del Sistema Internacional con la que se mide la cantidad de sustancia. La unidad está definida por la cantidad de sustancia contenida en tantas entidades elementales como átomos hay en doce gramos de carbono-12. La nueva definición se basará en un experimento muy preciso que es capaz de determinar el número de átomos que hay en una esfera perfecta de silicio 28, por medio de un preciso láser.
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| Patrones de medida del metro, utilizados de 1889 a 1960 |
Las unidades que ya cambiaron
El segundo: Desde el siglo XVIII el segundo se medía a partir de la duración del año solar, pero desde los sesenta se adoptó una forma mucho más precisa de definirlo, a través del tiempo atómico. Actualmente el segundo es la duración de 9.192.631.770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio, a una temperatura de 0 kelvins. A partir de esta compleja pero precisa medida, los científicos pueden construir las otras unidades.
El metro: Desde 1983 el metro ya no tiene relación con un patrón de iridio y platino situado también en Sevrés ni con la distancia entre el ecuador ni el polo. Ahora, un metro es la distancia que recorre la luz en el vacío durante un intervalo de 1/299.792.458 segundos.
Referencia Bibliográfica:
New definitions of scientific units are on the horizon ; NATURE | VOL 550 | 19 OCTOBER 2017
Fuente: ABC-Ciencia
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