La ciencia busca una nueva definición para el kilogramo

Todo el mundo utiliza diariamente varias medidas del SI. Medimos el tiempo en segundos, la distancia en metros y el peso en kilogramos. Sin embargo, poca gente se plantea cómo se definen. ¿Cómo se decidió lo que dura un segundo? ¿Respecto a qué se mide el metro?

Tanto la longitud como el tiempo son magnitudes físicas cuyas unidades se miden en unidades basadas en constantes universales, como la velocidad de la luz. De esta forma, un metro es la longitud que recorre la luz en el vacío durante 1/300.000.000 segundos, mientras que el segundo se define a través de un reloj atómico de cesio.

Obviamente estas definiciones no siempre han sido así y los científicos han tenido que esperar a tener la tecnología adecuada para poder ajustarlas. Sin embargo, el kilogramo se sigue manteniendo como la única unidad del SI cuya definición está basado en un objeto físico, un cilindro metálico compuesto de una aleación de platino e iridio, conocido como ‘la gran k’, y que se guarda en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas de Francia desde hace más de 126 años.

El problema de definir una magnitud con un objeto es que la medida no es estable, ya que el objeto puede ser dañado o perder átomos a lo largo del tiempo, entre otras vicisitudes. Y es algo que no sucedería si la referencia fuera una constante matemática.

Así las cosas, a los científicos no les gusta la actual definición del kilogramo y quieren cambiarla. Los físicos prefieren que las magnitudes físicas del sistema internacional de unidades (SI) se definan respecto a constantes universales. Ahora una nueva medida muy precisa de la constante de Avogadro permitiría a los científicos redefinir el kilogramo y ajustarlo de forma conveniente.

Durante las últimas décadas los físicos han tratado de relacionar la unidad de masa con alguna constante fundamental y se han decidido por la constante de Planck. Pero, aunque los experimentos que servirían para definir el kilogramo en función de esta constante fundamental se conocen desde la década de 1970, hasta ahora no se había podido contar con equipos lo suficientemente precisos como para tumbar a ‘la gran k’.

Recientemente un equipo de investigadores de Italia, Japón y Alemania ha conseguido hacer una medida extraordinariamente precisa la constante de Avogadro, que permitiría redefinir el kilogramo en función de la mencionada constante de Planck.

Así, el equipo de científicos determinó la constante de Avogadro contando el número de átomos que componen una esfera de silicio de un kilogramo. La medida es tan precisa que tiene un error menor a un átomo por cada 20.000 millones.

Sin embargo, en ciencia los pasos se dan con calma: aún queda algún tiempo para que la definición del kilogramo abandone definitivamente la 'gran k'. Los científicos tienen de plazo hasta julio de 2017 para demostrar que la definición basada en la nueva medición de la constante de Avogadro es indistinguible de la que ofrece el viejo cilindro metálico. ¿Lo conseguirán?