La caída del kilogramo

La caída del kilogramo

Cuando hablamos de unidades de medida tan cotidianas como el metro, el litro o el kilogramo, tal vez nos pueda parecer que están tan implantadas en nuestro saber que son así porque sí. Nada más lejos de la realidad, toda unidad debe tener una referencia fija e inamovible que de hecho, debe ser muy considerada cuando se emprenden procesos que requieren gran precisión. Hoy retomo la actividad normal de esta bitácora para hablaros de cómo afinando el valor de una constante física como lo es el número de Avogadro se podría llegar a modificar el tan conocido kilogramo.

Cilindro de un kilogramo de platino e indio en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas. IMAGEN: WIKIMEDIA.

Cilindro de un kilogramo de platino e indio en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas. IMAGEN: WIKIMEDIA.

Seguramente hayáis tenido alguna vez la típica discusión de cuál es la longitud de un metro partiendo de los pasos. Para ciertas acciones puede ser una precisión suficiente, aunque para otras tareas no es evidentemente adecuada.

Toda unidad tiene origen en una referencia invariable, de forma que permita refinar su minuciosidad al mínimo error posible. Por ejemplo, un metro es la distancia que recorre la luz en el vacío en el intervalo de 1/299.792.458 de segundo. Siendo la velocidad de la luz en dicho vacío (299.792.458 m/s2) el pilar sobre el que se sustenta del mismo. Siempre existe una dependencia de algo, es decir, un metro no es un metro porque sí, no puede instaurarse sin existir ninguna referencia que permita obtener su dimensión.

De la misma forma, tenemos al kilogramo. En un principio, el kilogramo partía de la masa de un litro de agua destilada a 1 atmósfera y 3,98 grados Celsius. La gran dificultad que conlleva la replicación de esta fórmula provocó la fabricación de un prototipo internacional, un cilindro de platino e indio (por su estabilidad) albergado en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (Francia).

Sin embargo, estudios de la rama física de la metrología pueden terminar con esta dependencia al objeto palpable, pues podrían instaurar el kilogramo como una constante física en 2018 llegando incluso a modificar su valor actual. De esta forma, se zanjaría el problema que supondría que el citado cilindro se desgastara con el paso del tiempo. Un equipo internacional se lanza así a conseguir una aproximación más exacta del número de Avogadro, ese famoso 6,022 x 10^23, lo cual a su vez influiría en la constante de Planck, sobre la que se podría levantar un delicado castillo de naipes con el kilogramo en la cúspide.

Para precisar la medición del número de Avogadro, cuya definición es la del número de partículas que conforman un mol de una determinada sustancia, los investigadores calcularon el valor de átomos de una esfera de silicio-28 de un kilogramo purificada al 99,99%. Este isótopo del silicio, al cristalizar, forma cubos de ocho átomos. Gracias a esto es posible calcular el número de átomos del objeto utilizando complejas técnicas con láser.

Esfera de silicio-28. IMAGEN: PTB (Instituto Federal de la Física y de la Técnica de Asuntos Interiores).

Esfera de silicio-28. IMAGEN: PTB (Instituto Federal de la Física y de la Técnica de Asuntos Interiores).

Una vez incrementada la precisión del número de Avogadro al máximo, sería posible pulir la constante de Planck (de las más importantes en física cuántica) y redefinir así el kilogramo que hoy en día conocemos, lo que podría acarrear por otra parte un arduo proceso de adaptación si el nuevo valor no coincide con el actual. Sin embargo y a pesar de haber obtenido un valor de 6,02214082(11) x 10^23 (donde el 11 representa el margen de error de la última cifra), el equipo investigador tendrá que seguir trabajando en refinar los resultados para que la Oficina Internacional de Pesos y Medidas acepte la modificación.

Nos seguimos leyendo.