sábado, octubre 1, 2022

Las formas de medir el kilogramo, el amperio, el kelvin y el mol cambiarán desde 2018

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La mayor revisión del Sistema Internacional de Unidades desde su instauración en 1960 se está llevando a cabo. La Conferencia General sobre Pesos y Medidas, que supervisa el SI, redefinirá en noviembre de 2018 cuatro unidades científicas básicas: el amperio, el kilogramo, el kelvin y el mol. Los cambios entrarán en vigencia en mayo de 2019. 

La Oficina Internacional de Pesos y Medidas ya ha revisado estos planes de modificación en una reunión que tuvo lugar la semana pasada cerca de París.

Las redefiniciones de estas unidades se basarán en relaciones con constantes fundamentales, en lugar de constantes abstractas o definiciones arbitrarias, como sucede en la actualidad. Esto permitirá a los científicos que trabajan con el más alto nivel de precisión hacerlo de múltiples maneras, en cualquier lugar o momento y en cualquier escala. Además, estos cambios no afectarán a las escalas convencionales.

Bajo este nuevo sistema SI, los investigadores podrán usar varios experimentos para relacionar constantes con cada una de las unidades de medida.

El kilogramo (unidad básica de masa) está actualmente definido por la masa que tiene un cilindro de platino-iridio con unas altura y dimensión específicas. Esto presenta un problema. Los objetos pueden perder átomos fácilmente o absorber moléculas del aire, por lo que, en comparación con el prototipo, se ha observado que algunas copias oficiales han ganado, al menos, 50 microgramos en un siglo. Con la nueva redefinición, el kilogramo podría medirse con la denominada balanza de Watt, un instrumento que compara la potencia mecánica con la potencia electromagnética.

El 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 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.

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Con termometría acústica se redefinirá el kelvin (unidad de temperatura), 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.

El mol (unidad de sustancia) 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.

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