MADRID, 14 Jul. (EUROPA PRESS) -
Un esfuerzo para redefinir el kilogramo en 2018 ha sido respaldado por correlacionar dos de las medidas más precisas del número de Avogadro y obtener un valor medio que pueda usarse en el futuro.
Los resultados conseguidos por investigadores de Italia, Japón y Alemania se publican esta semana en 'Journal of Physical and Chemical Reference Data'.
El número de Avogadro es aproximadamente 6.022x10 ^ 23, una gran suma casi inmensurable, mayor que el número de granos de arena en la tierra o incluso el número de estrellas en el universo. Pero el número, que representa el número de partículas discretas como los átomos o moléculas en una "mancha" de una sustancia, es una manera útil de conseguir estas diminutas partículas en cantidades más significativas.
Un mol de moléculas de agua, por ejemplo, es sólo unas cuantas cucharaditas de líquido. Debido a que el número de Avogadro está vinculado a una serie de otras constantes físicas, su valor puede usarse para expresar otras unidades, como el kilogramo.
El equipo ha calculado varias veces el número de Avogadro en el pasado. Cada vez, estos expertos han obtenido un valor para el número de Avogadro contando el número de átomos en una esfera de un kilogramo de alta pureza Si-28. Cuando el silicio cristaliza, forma células cúbicas de ocho átomos cada una. Así, es posible calcular el número de átomos en una esfera así examinando la relación entre el volumen de cristal total y el volumen ocupado por cada átomo de silicio, lo que puede a su vez calcularse mediante la medición de la célula cúbica.
A principios de este año, el equipo obtuvo un nuevo valor para el número de Avogadro con una incertidumbre de menos de 20 átomos por mil millones, menor que la incertidumbre de 30 átomo en su valor de 2011. Pero debido a que ambos números tienen un cierto grado de incertidumbre, aunque un poco pequeño, es más preciso correlacionarlos y luego promediarlos en un solo valor más neutro: 6.02214082 (11) x10 ^ 23. El número entre paréntesis representa la incertidumbre del último dígito en el resultado.
Actualmente, el peso estándar del kilogramo es un cilindro de platino-iridio aproximadamente del tamaño de una pelota de golf, ubicado en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, en Sèvres, Francia. Pero en una época en que la ciencia es un esfuerzo verdaderamente global, tener sólo una norma física contra la que todas las demás deben ser calibradas es un impedimento para el progreso. Además, la propia norma está sujeta a fluctuaciones sutiles en masa a lo largo del tiempo debido a reacciones de superficie.
Es por eso que la comunidad internacional de metrología está trabajando para redefinir el kilogramo en términos de una constante de la física en lugar de un objeto físico. Después de años de discusión e investigación, el kilogramo se redefinirá oficialmente en términos de constante de Planck en el año 2018. Sin embargo, la redefinición de una de las unidades del sistema internacional es mucho más complicada que la actualización del diccionario.
"Antes de redefinir el kilogramo, debemos demostrar que la nueva realización es indistinguible de la actual --afirma Giovanni Mana, uno de los principales investigadores del nuevo documento--. De lo contrario, al pasar de la actual definición a la nueva, todos los usuarios de la ciencia, la industria y el comercio deberán cambiar el valor de la masa de todos los artefactos existentes". Estos ajustes podrían ser lentos e incómodos y dejarían un amplio margen para el error.
Ahí es donde entra el número de Avogadro. Antes de crear una nueva definición del kilogramo basada en constantes, la metrología deben primero estar seguro de que el valor fijo de la constante de Planck es tan bueno como sea posible. Debido a que la constante de Planck se puede derivar a partir del número de Avogadro (y viceversa), usar otras constantes fundamentales conocidas más precisamente, una definición más precisa del número de Avogadro, también fortalece la definición de la constante de Planck.
A pesar de que la fijación del número de Avogadro no será la forma oficial para definir el nuevo estándar de masa, contar los átomos mantiene un control importante de la exactitud de la definición basada en la constante de Planck, así como una manera de poner la definición en la práctica. Las dos medidas de kilogramo, alcanzadas por diferentes medios, deberían ponerse de acuerdo estrechamente entre sí.
