Constantes fundamentales: la última frontera para el Sistema Internacional de Unidades
La frase "una misma medida para todos los hombres y para todos los tiempos" resume el ideal que llevaría al desarrollo del Sistema Internacional de Unidades, SI. La evolución en las definiciones de las unidades de medida del SI puede considerarse, de alguna manera, como una serie de aproximaciones hacia el ideal en el que las unidades de medida son invariantes en el tiempo y en el espacio, inmutables, y susceptibles de materializaciones equivalentes, reproducibles, y accesibles, a fin de ser útiles en procesos de medición de orden práctico, industrial, tecnológico y científico. En el estado actual del desarrollo científico y tecnológico las constantes fundamentales se presentan como la última frontera para definir las unidades de medida del SI. El abandono de artefactos que sustentan las definiciones de las unidades del SI dio inicio en 1960, cuando la longitud de onda de una de las radiaciones del Kriptón 86 fue utilizada para redefinir la unidad de longitud. Por otro lado, la unidad de tiempo, definida en 1967 en términos de la separación de los niveles hiperfinos del estado base del átomo de Cesio-133, fue otro importante paso hacia la incorporación de las constantes fundamentales en las unidades del SI. En 1982, la unidad de longitud quedo establecida en términos de la velocidad de la luz en el vacío y mediciones de tiempo. Lo anterior ilustra claramente la forma en que el SI evoluciona hacia la incorporación de constantes fundamentales, o combinaciones de ellas, para el sustento de las unidades de medida. Todas las unidades de medida del SI han pasado, de alguna u otra manera, por un proceso de redefinición con la notable excepción de la unidad de masa, el kilogramo. Actualmente, de las siete unidades base del SI, el kilogramo es la única que se sustenta en las propiedades de un artefacto específico, a saber un cilindro de platino. Sin embargo, esto último puede cambiar en el futuro próximo al fijar un valor sin incertidumbre para la constante de Planck y definir el kilogramo en términos de las fuerzas electromagnéticas generadas en una balanza electromagnética, denominada usualmente "balanza del watt". De esta manera, la definición del kilogramo quedaría enmarcada en el contexto de la mecánica cuántica, ya que se apoyaría en la realización experimental de la unidad de tiempo, y por lo tanto en la separación hiperfina del estado base del átomo de Cesio-133, la reproducción del volt en términos del efecto Josephson y la realización del ohm en términos del efecto Hall cuántico. Definiciones para el kelvin, en términos de la constante de Boltzmann, del mol en términos del número de Avogadro y la candela en términos de la eficacia luminosa de cierta radiación monocromática harían de las constantes fundamentales los puntos de apoyo del SI, a fin de aportar los sistemas de medición de muy alto nivel de exactitud necesarios en la consecución de los avances científicos y tecnológicos por venir.
| Main Authors: | , |
|---|---|
| Format: | Digital revista |
| Language: | Spanish / Castilian |
| Published: |
Sociedad Mexicana de Física
2011
|
| Online Access: | http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2011000500012 |
| Tags: |
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| Summary: | La frase "una misma medida para todos los hombres y para todos los tiempos" resume el ideal que llevaría al desarrollo del Sistema Internacional de Unidades, SI. La evolución en las definiciones de las unidades de medida del SI puede considerarse, de alguna manera, como una serie de aproximaciones hacia el ideal en el que las unidades de medida son invariantes en el tiempo y en el espacio, inmutables, y susceptibles de materializaciones equivalentes, reproducibles, y accesibles, a fin de ser útiles en procesos de medición de orden práctico, industrial, tecnológico y científico. En el estado actual del desarrollo científico y tecnológico las constantes fundamentales se presentan como la última frontera para definir las unidades de medida del SI. El abandono de artefactos que sustentan las definiciones de las unidades del SI dio inicio en 1960, cuando la longitud de onda de una de las radiaciones del Kriptón 86 fue utilizada para redefinir la unidad de longitud. Por otro lado, la unidad de tiempo, definida en 1967 en términos de la separación de los niveles hiperfinos del estado base del átomo de Cesio-133, fue otro importante paso hacia la incorporación de las constantes fundamentales en las unidades del SI. En 1982, la unidad de longitud quedo establecida en términos de la velocidad de la luz en el vacío y mediciones de tiempo. Lo anterior ilustra claramente la forma en que el SI evoluciona hacia la incorporación de constantes fundamentales, o combinaciones de ellas, para el sustento de las unidades de medida. Todas las unidades de medida del SI han pasado, de alguna u otra manera, por un proceso de redefinición con la notable excepción de la unidad de masa, el kilogramo. Actualmente, de las siete unidades base del SI, el kilogramo es la única que se sustenta en las propiedades de un artefacto específico, a saber un cilindro de platino. Sin embargo, esto último puede cambiar en el futuro próximo al fijar un valor sin incertidumbre para la constante de Planck y definir el kilogramo en términos de las fuerzas electromagnéticas generadas en una balanza electromagnética, denominada usualmente "balanza del watt". De esta manera, la definición del kilogramo quedaría enmarcada en el contexto de la mecánica cuántica, ya que se apoyaría en la realización experimental de la unidad de tiempo, y por lo tanto en la separación hiperfina del estado base del átomo de Cesio-133, la reproducción del volt en términos del efecto Josephson y la realización del ohm en términos del efecto Hall cuántico. Definiciones para el kelvin, en términos de la constante de Boltzmann, del mol en términos del número de Avogadro y la candela en términos de la eficacia luminosa de cierta radiación monocromática harían de las constantes fundamentales los puntos de apoyo del SI, a fin de aportar los sistemas de medición de muy alto nivel de exactitud necesarios en la consecución de los avances científicos y tecnológicos por venir. |
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