La Nueva Definición del Kilogramo
Un Hito en la Ciencia de la Medición
Un hoy del 2019 entró en vigencia la nueva definición de un kilogramo. A partir de ahora, ya no se tomará como referencia el kilogramo patrón que se conserva en Sèvres, Francia. En su lugar se utilizará la constante de Planck para su cálculo. Esta es la explicación técnica de la decisión.
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El 20 de mayo de 2019 marcó un hito en la historia de la ciencia de la medición con la entrada en vigor de una redefinición revolucionaria del kilogramo, la unidad básica de masa en el Sistema Internacional de Unidades (SI). Esta redefinición, que reemplaza el antiguo patrón físico guardado en Sèvres, Francia, por una constante fundamental de la naturaleza, la constante de Planck, representa un avance significativo en la precisión y la estabilidad de las mediciones científicas y tecnológicas.
Adiós al Kilogramo Patrón
Desde 1889, el kilogramo había sido definido por un cilindro de platino-iridio conocido como el "Gran K", almacenado en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) en Sèvres. Sin embargo, a pesar de su aparente estabilidad, se descubrió que la masa del Gran K podía variar debido a factores como la contaminación superficial o la pérdida de material, lo que introducía incertidumbres en las mediciones de alta precisión.
Para superar estas limitaciones, los científicos buscaron una definición basada en constantes fundamentales que son invariantes en el tiempo y el espacio. Tras décadas de investigación, se decidió utilizar la constante de Planck, que relaciona la energía de un fotón con su frecuencia, proporcionando una base más estable y precisa para definir el kilogramo.
La Constante de Planck y su Rol en la Nueva Definición
La constante de Planck (ℎ h) es un valor fundamental en la física cuántica y tiene un valor exacto de
6.62607015×10−34 6.62607015×10 −34 joule-segundos. En la nueva definición del kilogramo, se utiliza la relación entre energía y frecuencia, vinculada a través de ℎ h, para definir la masa. En términos técnicos, un kilogramo se define ahora mediante la equivalencia entre el kilogramo, el metro, el segundo y la constante de Planck.
Este cambio fue posible gracias a los avances en la tecnología de medición, en particular el desarrollo de la balanza de Kibble (también conocida como balanza de watt), que puede medir la constante de Planck con una precisión extraordinaria. Esta balanza compara la potencia mecánica y eléctrica para determinar la masa con una exactitud sin precedentes.
Impacto y Beneficios de la Nueva Definición
La adopción de la constante de Planck para definir el kilogramo tiene varios beneficios. En primer lugar, elimina la dependencia de un artefacto físico, eliminando así las incertidumbres asociadas con su mantenimiento y variación. En segundo lugar, proporciona una base más precisa y reproducible para las mediciones, lo cual es crucial para aplicaciones científicas y tecnológicas avanzadas, desde la investigación en física fundamental hasta la fabricación de componentes electrónicos de alta precisión.
Además, esta redefinición es parte de una revisión más amplia del SI, que también incluye nuevas definiciones para el amperio, el kelvin y el mol, basadas en constantes fundamentales como la carga elemental y la constante de Boltzmann. Estos cambios reflejan el compromiso de la comunidad científica internacional con la precisión y la innovación en la metrología.
Fuentes y Recursos para Consultar Fuentes y Recursos para Consultar
Para aquellos interesados en explorar más a fondo la nueva definición del kilogramo y el SI, se recomiendan las siguientes fuentes:
Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM): www.bipm.org
Ofrece recursos educativos y técnicos sobre la nueva definición del kilogramo y su implementación.
Un artículo científico detallado sobre la balanza de Kibble y su papel en la redefinición del kilogramo: Nature Communications
Physics Today:
Una publicación accesible que cubre los fundamentos y las implicaciones de la nueva definición: Physics Today
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