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El kilogramo y el fregadero de la cocina
En 1983, los físicos de la XVII Conferencia General de Pesas y Medidas decidieron redefinir el medidor. Durante un siglo hasta entonces, el metro había sido la distancia entre dos puntos en una barra de platino e iridio medida en el punto de fusión del hielo.
El problema con esta definición no era solo que estas condiciones eran algo arbitrarias y difíciles de estandarizar durante una medición, sino que solo la persona en posesión de la barra podía hacer el experimento. Los físicos querían una medida que más o menos cualquiera pudiera hacer.
La nueva definición es la distancia que recorre la luz en el vacío durante 1/299 792 458 de segundo. En principio, cualquiera que tenga un puntero láser, un cronómetro y algunas otras piezas puede determinar esta distancia. De un plumazo, el medidor se convirtió en fuente abierta.
Ahora los físicos quieren hacer lo mismo con el kilogramo, que actualmente se define como la masa de un cilindro de platino e iridio llamado Kilogramo Prototipo Internacional.
Eso es un problema porque cada vez que se recoge, algunos átomos se desprenden del cilindro, haciéndolo imperceptiblemente más ligero. Por esta razón, casi nadie puede medir la masa del kilogramo de prototipo internacional, que se almacena en una bóveda en Sevres, Francia. Así que nadie sabe realmente cuánta masa está perdiendo el kilogramo o si está ganando el peso de una fina capa de polvo e impurezas que seguramente deben estar acumulando en sus centenarias superficies.
Pero, ¿con qué reemplazarlo? La sugerencia más discutida es apelar a la equivalencia entre energía y masa para una definición. Por ejemplo, una idea es que un kilogramo debería ser la masa de un cuerpo cuya energía equivalente es igual a la de un número de fotones cuyas frecuencias suman exactamente (299792458 ^ 2/66260693) × 10 ^ 41 hercios.
Si eso suena lo suficientemente razonable, probablemente no lo haya pensado con tanto detalle como Ronald Fox en el Instituto de Tecnología de Georgia y un par de amigos.
Señalan que un kilogramo que depende de la equivalencia masa-energía solo se puede medir utilizando un equipo llamado balanza de vatios. Este pasa una corriente a través de unas bobinas para generar una fuerza capaz de soportar un kilogramo, lo que permite medirlo en términos de corriente y voltaje.
Pero una balanza de vatios es una pieza cara del equipo que es difícil de usar, dicen Fox y compañía. Señalan que la propiedad del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología tiene dos pisos de altura, su instalación costó 1,5 millones de dólares y requiere un equipo de hasta 5 físicos para su ejecución. E incluso entonces, las mediciones son notoriamente susceptibles al ruido.
Difícilmente es un dispositivo que los científicos de todo el mundo quieran o con el que puedan jugar.
Entonces Fox y compañía tienen otra sugerencia. ¿Por qué no igualar el kilogramo a la masa de un cierto número de átomos de carbono-12, específicamente 2250 × 28148963 ^ 3 de ellos?
Entonces, un kilogramo sería un cubo de carbono de 8,11 cm en cada lado (8,11 cm es aproximadamente la longitud de 368 855 762 átomos de carbono colocados uno al lado del otro).
Con esa definición, casi cualquiera podría hacer un kilogramo en su propia cocina con un poco de carbón y un cuchillo.
El día que hicimos un kilogramo podría incluso ser el tipo de diversión que podría involucrar e inspirar a una nueva generación de científicos, lo que debería ser una buena razón por sí sola para decidir.
Ref: arxiv.org/abs/1005.5139 : Una mejor definición del kilogramo