Así como lo lees, el kilogramo ya no volverá a ser el mismo a partir de noviembre del 2018. Tras una reunión que será llevada a cabo cerca de París por la Conferencia General Sobre Pesos y Medidas (CGPM) el 19 de noviembre del 2018 se redefinirán cuatro unidades de medición básicas: el amperio, el kelvin, el mol y el kilogramo, aunque los cambio entrarán en vigor hasta mayo del 2019.
La razón para modificar
Pero ¿por qué modificar algo que toda la vida hemos considerado algo “preestablecido”? Bueno, la respuesta es muy simple: la precisión de las mediciones experimentales debe ser muy extrema (véase experimentos como el LIGO, los experimentos del CERN y demás ejemplos de ultra-precisión) esto nos da certeza sobre los resultados que observamos, y las unidades de medida en cuestión hasta cierto punto, están estipuladas de manera arbitraria, es decir, solo con patrones que, al paso de los años se han ido modificando involuntariamente. |
| Una réplica del prototipo del kilo, con su doble campana de cristal protectora. |
Un ejemplo de la necesidad de cambiar las referencias de medida es la perdida de 50 microgramos de peso en la pieza de Iridio-Platino que tomamos universalmente como referencia del kilogramo, o la ligera ambigüedad que puede tener la definición del mol que equivale a la cantidad de elementos, moléculas, átomos, en 0,012kg de carbono-12, esto debido a que los experimentos pueden ser realizados en ciertas condiciones (presión, temperatura, paso del tiempo, o hasta humedad) que modifiquen estas cantidades.
La solución a las imprecisiones de referencias variables
La CGPM, para solucionar estas situaciones ha optado por utilizar cuatro experimentos que apoyaran a generar un ancla desde constantes físicas conocidas para hacer una referencia mas precisa de estas magnitudes fundamentales. |
El punto triple del
agua se encuentra a 0.01 grados Celsius
y 0,006 atmosferas, lo que permite la coexistencia de estados de agregación |
El Kelvin (unidad de temperatura) será estipulado mediante termometría acústica,
que actualmente se relaciona con la temperatura y presión a la que coexisten
agua, hielo y vapor de agua en equilibrio (proceso conocido como el ‘punto
triple del agua’). La técnica consiste en que la velocidad del sonido en una
esfera llena de gas (que es proporcional a la velocidad promedio de los átomos en ella) se puede determinar a una temperatura fija, analizando la frecuencia de las ondas sonoras que resuenan dentro y midiendo el volumen de la esfera.
Al amperio (unidad de corriente eléctrica), que actualmente se define por un experimento imaginario que genera una fuerza entre dos cables infinitos, podrá redefinirse con una bomba de “extracción” de electrones. Con esta técnica, al atrapar electrones individuales cuando viajan rápidamente a través de un conductor, la bomba puede generar una corriente medible contando electrones individuales, cuestión que mejora ampliamente la precisión.
El mol, como se comentó anteriormente que es la cantidad de sustancia que hay en un sistema con tantas entidades elementales como átomos hay en 0.012 kilogramos de carbono-12, se redefinirá con un dispositivo que los científicos denominan la ‘constante de Avogadro’, un instrumento que determinaría la cantidad precisa de átomos que hay en una esfera perfecta de silicio puro-28. Los investigadores hacen esto usando láseres para medir la longitud de una unidad de la red cristalina de la esfera y su diámetro medio.
Por ultimo y como lo mencionamos al inicio de la entrada: el kilogramo. El kilogramo se redefinirá con la constante de Planck mediante la denominado ‘balanza de Watt’, instrumento que compara la potencia mecánica con la potencia electromagnética utilizando dos experimentos separados. En primer lugar, se pasa una corriente a través de una bobina en un campo magnético para crear una fuerza que contrapesa una masa física conocida. Luego, la bobina se mueve a través del campo para crear un voltaje. Al medir la velocidad y los valores experimentales que relacionan el voltaje y la corriente con la constante de Planck, los científicos pueden determinar con precisión el peso de una masa en kilogramos.
Al amperio (unidad de corriente eléctrica), que actualmente se define por un experimento imaginario que genera una fuerza entre dos cables infinitos, podrá redefinirse con una bomba de “extracción” de electrones. Con esta técnica, al atrapar electrones individuales cuando viajan rápidamente a través de un conductor, la bomba puede generar una corriente medible contando electrones individuales, cuestión que mejora ampliamente la precisión.
 |
La técnica, desarrollada por Stephen Giblin y los
investigadores del Grupo de Detección Cuántica del NPL y la Universidad de
Cambridge, es capaz de contar el número de electrones atrapados en una bomba de
electrones - una pequeña región de un dispositivo semiconductor diseñado
especialmente
|
El mol, como se comentó anteriormente que es la cantidad de sustancia que hay en un sistema con tantas entidades elementales como átomos hay en 0.012 kilogramos de carbono-12, se redefinirá con un dispositivo que los científicos denominan la ‘constante de Avogadro’, un instrumento que determinaría la cantidad precisa de átomos que hay en una esfera perfecta de silicio puro-28. Los investigadores hacen esto usando láseres para medir la longitud de una unidad de la red cristalina de la esfera y su diámetro medio.
 |
| Experimento para la medición de los átomos en una esfera de Silicio-28, redefinirá el Mol |
Por ultimo y como lo mencionamos al inicio de la entrada: el kilogramo. El kilogramo se redefinirá con la constante de Planck mediante la denominado ‘balanza de Watt’, instrumento que compara la potencia mecánica con la potencia electromagnética utilizando dos experimentos separados. En primer lugar, se pasa una corriente a través de una bobina en un campo magnético para crear una fuerza que contrapesa una masa física conocida. Luego, la bobina se mueve a través del campo para crear un voltaje. Al medir la velocidad y los valores experimentales que relacionan el voltaje y la corriente con la constante de Planck, los científicos pueden determinar con precisión el peso de una masa en kilogramos.
 |
La balanza de Watt es un instrumento de medida experimental diseñado para medir masas de forma muy precisa, registrando corriente eléctrica y voltaje. |
En conclusión
A partir del 2018 tendremos nuevas formas de interpretar las cantidades, cosa que apoyara mucho a la ciencia mantener esa exactitud que nos ha brindado tantos logros y descubrimientos como hasta hoy en día, pero no te preocupes, las modificaciones serán prácticamente imperceptibles por lo que no deberás de preocuparte por que un kilo sea mas o menos pesado ahora. Nuestra macroscopicidad nos protege de esas precisiones que a primera vista podríamos creer intrascendentes, pero que como hemos aprendido con el tiempo, son fundamentales para hacer grandes cosas.
En Materia Gris | Esperanza de vida; mermada por la contaminación urbana
También puede interesarte | Energías renovables, un futuro fotovoltaico.
Por: Saúl E. De la Peña B.
@SaulDLP
Bibliografía:
Por: Saúl E. De la Peña B.
@SaulDLP
- ¿Por qué en 2019 un kilo ya no pesará un kilo?, BBC Mundo. http://www.bbc.com/mundo/noticias-41763004
-Cuatro constantes fundamentales serán modificadas, incluido el kilo. Ciencia Plus, EuropaPress. http://www.europapress.es/ciencia/laboratorio/noticia-cuatro-constantes-fundamentales-seran-actualizadas-incluido-kilo-20171024122610.html
-El amperio, el kilogramo, el mol y el kelvin serán actualizados. Xantaca Ciencia. https://www.xatakaciencia.com/fisica/el-amperio-el-kilogramo-el-kelvin-y-el-mol-seran-actualizados-en-2018
-Cuatro constantes fundamentales serán actualizadas incluido el kilo. Investigación y Desarrollo. http://invdes.com.mx/ciencia-ms/cuatro-constantes-fundamentales-seran-actualizadas-incluido-kilo/
-Nueva técnica para contar electrones abre nueva definición de amperio. Ciencia Plus, EuropaPress. http://www.europapress.es/ciencia/laboratorio/noticia-nueva-tecnica-contar-electrones-abre-definicion-amperio-20160314141654.html
-El punto triple del agua. Espacio ciencia. https://espaciociencia.com/punto-triple-del-agua/
Comentarios
Publicar un comentario