Cuatro de las siete
magnitudes físicas fundamentales del SIU fueron redefinidas por la Conferencia
General Sobre Pesos y Medidas (CGPM) ayer viernes: el kilo, el amperio, el
kelvin y el mol.
Los cambios entrarán en
vigor en mayo de 2019, con el propósito de definir las magnitudes en relación
con constantes fundamentales, y no arbitrarias, como se ha hecho hasta ahora.
Por lo tanto, nos despedimos
del kilo: el prototipo universal de kilogramo, un pequeño cilindro de platino
compuesto por un 90% de platino y un 10% de iridio que se guardaba a las
afueras de París, había cambiado y pesaba menos que un kilo. Esto se debe a que
los objetos pueden fácilmente perder átomos o absorber moléculas del aire.
Aunque para el ámbito de
la vida cotidiana esto no generará ningún tipo de problema, es de gran
importancia para las investigaciones científicas, que requieren un extremado
nivel de precisión en sus cálculos. Además, gracias a esta redefinición,
cualquier persona del mundo tendrá la posibilidad de hallar la medida exacta
del kilo – no como ahora, que se necesitan las tres llaves de la caja fuerte
donde está guardado el kilo original para acceder a él.
Sin embargo, para nuestro nivel de precisión, podremos seguir haciendo problemas de gravitación con masas con una modificación casi imperceptible en nuestros resultados, ya que únicamente hay una variación de 50 microgramos del prototipo de kilogramo respecto al kilo, lo que equivaldría a un pequeño grano de arena.
Sin embargo, para nuestro nivel de precisión, podremos seguir haciendo problemas de gravitación con masas con una modificación casi imperceptible en nuestros resultados, ya que únicamente hay una variación de 50 microgramos del prototipo de kilogramo respecto al kilo, lo que equivaldría a un pequeño grano de arena.
Para redefinir el kilogramo se ha utilizado la balanza de Watt, en la que hay un electroimán, que tira de un lado de la balanza, y un peso, en este caso un kilo, en el otro lado. Esto es debido a que existe una relación directa entre la electricidad y el peso: la fuerza que ejerce un electroimán es proporcional a la corriente eléctrica que pasa por sus bobinas.
La corriente que pasa por
el electroimán aumenta hasta que los dos lados de la balanza están
perfectamente equilibrados. Entonces, se mide la corriente que ha sido
necesaria para contrarrestar la fuerza del peso, con lo que se consigue
determinar la masa de la muestra.
Así pues, este sistema
define el kilogramo en términos de corriente eléctrica y voltaje, cuyas
unidades se encuentran en función de la velocidad de la luz y la constante de
Planck, que vincula la energía del fotón con su frecuencia: E = h×f (Siendo E
la energía cuántica de un fotón, h la constante de Planck 6,26×10−34 J/s,
y f la frecuencia de radiación).
La precisión que se
consigue con la balanza de Watt es máxima, ya que los experimentos dan un
margen de error de 3.6×10−8, e incluso se espera obtener un error de
sólo 1×10−8.
Por su parte, el valor
del kelvin dependerá a partir de ahora de la constante de Boltzmann, en la que
se relaciona la temperatura absoluta y la energía. El amperio equivaldrá a la
energía contenida en electrones individuales pasando por un punto en un
circuito. Y el mol quedará definido por la constante de Avogadro.
Todo esto se explica con
más detalle en el enlace de la BBC que adjunto a continuación:
Espero que os haya
gustado y hayáis aprendido algo nuevo. Mi intención compartir con vosotros esta
noticia que me llamó la atención por la relevancia en el mundo de la ciencia y
sus consecuencias matemáticas en los cálculos.
Aquest article és molt interessant i actual. Però per què és tan important definir una unitat? I sobre tot, el nou sistema proposat per a la mesura de la massa de referència (la balança de Watt) com funciona? Quin és el seu fonament? Per què un corrent electric pot equilibrar el pes d'un objecte col·locat en l'altre plat?
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