Redefinen el kilogramo y otras tres unidades de medida. Cumbre Científica en París

Cuentan los historiadores que en el ancien régime francés había ¡miles de diferentes unidades de medidas! Para racionalizar los intercambios de bienes y las actividades del Estado, en junio de 1792 los astrónomos Jean-Baptiste Joseph Delambre y Pierre François André Méchain dejaron la capital de Francia, uno hacia el Norte y otro hacia el Sur, con los instrumentos científicos más avanzados del momento para medir la parte del meridiano que va de Dunkerque a Barcelona y establecer la dimensión del metro como una diez millonésima parte de la distancia entre el Polo Norte y el Ecuador.

Para extraer este número de la superficie curvada del planeta, durante siete años, treparon a las torres de las catedrales y a la cumbre de volcanes, y hasta corrieron riesgo de ser guillotinados. Al volver, presentaron sus datos a una comisión internacional en lo que fue la primera conferencia científica internacional del mundo y a la que asistió el mismísimo Napoleón. “Las conquistas llegan y se van -sentenció el emperador-, pero este trabajo permanecerá”.

Así se crearon las dos primeras unidades del sistema métrico decimal (el metro y, a partir de este, el kilogramo) cuyos patrones fueron depositados en los Archivos de la República de Francia el 22 de junio de 1799. Casi un siglo más tarde, un acuerdo diplomático firmado por 17 países (entre ellos, la Argentina, representada por Mariano Balcarce, yerno de San Martín) consagró la “Convención del Metro”.

Ahora, en una cumbre de la metrología que comienza en Versalles, se procederá al mayor cambio en el “Sistema Internacional de Unidades” que se registra desde entonces. Se redefinirán cuatro de sus unidades básicas: el kilogramo (unidad de masa), el ampere (unidad de corriente eléctrica), el kelvin (unidad de temperatura) y el mol (unidad de sustancia).

La Conferencia General de Pesos y Medidas reúne a científicos llegados desde 60 países. Si se aceptan los resultados de varios experimentos que se vienen realizando para determinarlos sobre la base de constantes fundamentales de la naturaleza, el viernes se sellará un histórico acuerdo que dejará de lado definiciones abstractas o arbitrarias, tales como la comparación con un objeto físico, y permitirá “realizar” estas unidades en cualquier momento y lugar.

Las unidades de base del sistema internacional son siete: el segundo, el metro, el kilogramo, el ampere, la candela, el mol y el kelvin.

Hasta el viernes, el ampere se define por un experimento imaginario que involucra la fuerza entre dos conductores paralelos de longitud infinita y de sección despreciable. El mol es la cantidad de sustancia en un sistema con tantas entidades elementales como átomos hay en 12 gramos de carbono-12, y el kelvin es la temperatura a la cual el agua, el hielo y el vapor coexisten en equilibrio, conocida como “el punto triple del agua”. La candela es la intensidad luminosa de una fuente monocromática de una frecuencia determinada.

El kilogramo se define como la masa de un cilindro de platino e iridio guardado bajo tres llaves (que tienen tres personas diferentes) en una bóveda subterránea del Bureau International des Poids et Mesures de París. El metro, que era la distancia entre dos marcas grabadas en una barra del mismo material depositada en esa misma bóveda, ya se redefinió sobre la base de la velocidad de la luz.

Pero de aquí en más, si se firma el acuerdo, cuatro de estas unidades serán calculadas en relación con constantes válidas en la Tierra o en cualquier lugar del universo. El kilo se definirá en relación con la constante de Planck (h);

el ampere por la carga eléctrica del electrón (e); el kelvin por la constante de Boltzmann (k) y el mol por la de Avogadro (NA). Así, se sumarán al segundo, el metro y la candela, que ya cumplen con esta condición.

“Tal como la redefinición del segundo en 1967 (‘la frecuencia de la radiación que emite una transición del átomo de cesio entre dos niveles hiperfinos en su estado base’) sustentó desarrollos tecnológicos que transformaron la forma en que nos comunicamos, e hizo posible utilizar el GPS y la Internet, los nuevos cambios tendrán impacto en la ciencia, la tecnología, el comercio, la salud y el medio ambiente”, afirma en un comunicado la Oficina Internacional de Pesos y Medidas.

“Desde hace muchos años, el metro se define sobre la base de una constante fundamental de la naturaleza que es la velocidad de la luz. Es la distancia que recorre la luz en el vacío en una fracción de segundo (1/299.792.458) y se mide con láseres -explica Héctor Laiz, gerente de Metrología, Calidad y Ambiente del INTI y uno de los 18 integrantes del Comité Internacional de Pesos y Medidas que elaboró las recomendaciones para esta reconversión-. Definir una distancia por el tiempo que lleva recorrerla nos resulta natural. Es lo que hacemos, por ejemplo, cuando decimos que entre un punto y otro hay 10 minutos ‘a pie'”.

Pero definir el kilo en función del valor de la constante de Planck es algo más fácil de decir que de hacer. “Llevó doce años por las dificultades experimentales que implica -cuenta Laiz-. En su momento, había dos líneas para la redefinición del kg. Una planteaba que había que usar la constante de Planck y la otra, que había que determinarlo en función de la masa de una partícula. ¿Por qué se impuso la constante de Planck? Bueno, porque para los físicos es más fundamental. La masa de un átomo depende de si está en estado de reposo, si está aislado o vinculado con otros… En cambio la constante de Planck relaciona la energía de un fotón con la frecuencia de su onda electromagnética, es la constante básica de la física cuántica. Se mide en kilogramos por metro al cuadrado sobre segundo. Como ya tengo definido el segundo y el metro, asignándole un valor a la constante de Planck estoy definiendo el kilogramo”.

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