Cambiar el kilogramo para que no cambie.
publicado en Actualidad metrología
Vivimos la vida en metros, kilogramo y litros. En vatios, voltios y amperios. En horas, minutos y segundos. Forman parte de nuestro día a día y en cierta forma son los ladrillos con los que está construído nuestro mundo. Las recetas están hechas de gramos y mililitros, las ciudades de toneladas de hormigón. ¿Quién no sabe lo que es un kilogramo?
Sin embargo, si os dijera que algo tan trivial como un kilogramo ha sido uno de los problemas científicos más complejos de los últimos ciento cincuenta años, creeríais que estoy exagerando. Pero la verdad es que el kilogramo está a punto de cambiar radicalmente para que nada cambie. Después de leer este post igual no tienes tan claro qué pesa más: un kilo de acero o un kilo de plumas.
¿Cuánto pesa un kilo?
Parece una pregunta trivial, pero en realidad es una cuestión muy complicada. Cualquier unidad de medida es en último término una convención: ninguna unidad de medida existe de por sí en la naturaleza; si usamos el kilo en lugar de la fanega, la arroba o el quintal es porque así lo hemos decidido entre todos.
Pero, ¿qué es un kilo? Seamos sinceros, ¿cómo podemos estar seguros de que el kilo de harina que compramos en el supermercado es efectivamente un kilo? Si queremos usar cualquier unidad de medida, no solo tenemos que ponerle nombre y decidir cuánto pesa: tenemos que buscar una forma de resolver los problemas y las dudas que puedan surgir. Es decir, lo que necesitamos es un criterio objetivo que tomar como referencia.
Pensando en esto, la primera definición de un kilo estaba a hecha a prueba de fallos. Un kilo era la masa de un decímetro cúbico (un litro) de agua destilada a la altura del mar (a una atmósfera de presión) y a cero grados de temperatura.
Un cilindro de iridio
Esta definición tiene dos problemas: el primero es que era casi imposible tomarla como referencia, esperar que los comerciantes tuvieran a mano un litro de agua destilada a punto de congelarse y que todos los conflictos ocurrieran cerca del mar era mucho esperar.
Por ello, se empezaron a crear pesas de metal que poder distribuir y que sirvieran como criterios unificados. El segundo problema era que, además, la masa del agua en esas características no siempre es estable. Por suerte para el kilo, esto pasaba con todas las unidades de medida. El metro se definía como la diezmillonésima parte de la distancia que separa el polo de la línea del ecuador terrestre y el segundo como la fracción 1/86 400 de la duración que tuvo el día solar medio entre los años 1750 y 1890. Vamos, un lío.
En 1889, se decidió cortar por lo sano. La primera Conferencia General de Pesas y Medidas creó un modelo para el metro y un modelo para el kilo, ambos hechos con platino e iridio. El Gran K, un cilindro metálico que pesa exactamente un kilo. Ese es el modelo de todos los kilos del mundo. Pero esto tampoco solucionaba el problema del todo: sabemos que el Gran K pierde 50 microgramos cada cien años, eso quiere decir, que conforme pasa el tiempo el kilo, pesa menos.
En busca de una constante
Como no nos podíamos fiar de las medidas que se guardaban en París, los científicos empezaron a buscar constantes físicas que pudieran usarse como referencia. Algo que estuviera más allá de toda duda y que, además, no cambiara con el tiempo. Los objetos físicos pueden perder o ganar átomos átomos con el tiempo; pueden ser destruidos, robados o alterados. Las constantes permanecen eso, constantes.
El segundo pasó a definirse como «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 (133Cs), a una temperatura de 0ºK» y el metro como «la distancia que recorre la luz en el vacío durante un intervalo de 1/299.792.458 de segundo«. No pregunten. Pero con el kilo no hubo manera. De hecho, es la única unidad del Sistema Métrico Internacional que se resistía.
Cambiar el kilogramo para que no cambie
Aunque los experimentos necesarios para encontrar la constante del kilo se conocen desde los años 70, hasta el último año los científicos no han sido capaces de ponerlo en marcha. Dos proyectos uno basado en masas atómicas y otro en la constante de Planck llevan tiempo tratando de demostrar que pueden dar resultados más estables que el Gran K.
Aunque muchos éramos partidarios del enfoque de masas atómicas, Planck se ha llevado el gato al agua. Desde 2011, se llevan realizando experimentos para demostrar que efectivamente se puede usar la constante de Planck para ello y gracias a la balanza de Watt (una balanza que grosso modo mide la masa en unidades eléctricas) estamos a las puertas de conseguirlo. La constante de Planck es central en mecánica cuántica y relaciona la cantidad de energía y la frecuencia asociadas a un cuanto o a una partícula elemental. La última medición de la constante, en agosto de 2015, dio el pistoletazo de salida al último tramo del viaje.
De esta forma, si todo va bien en 2018 el kilogramo cambiará para siempre. El cilindro de Iridio que durante 126 años nos ha indicado cuanto pesan las cosas será jubilado y pasará a ser, sencillamente, una pieza de museo.
Fuente: Xataka
