Un dispositivo de última generación ha permitido la determinación más precisa de la constante de Planck, un valor que ayudará a redefinir el kilo, unidad oficial de masa en el sistema de unidades.
Aceptados para su publicación en la revista Metrologia, estos nuevos resultados, obtenidos por investigadores del National Institute of Standards and Technology (NIST), se adelantan a un plazo internacional del 1 de julio para mediciones que pretenden redefinir el sistema internacional de unidades entero en términos de constantes fundamentales de la naturaleza.
La nueva medida del NIST de la constante de Planck es 6.626069934 x 10-34 kg-m2/s, con una incertidumbre de sólo 13 partes por mil millones. La medición anterior del NIST, publicada en 2016, tenía una incertidumbre de 34 partes.
El kilogramo se define actualmente en términos de la masa de un artefacto platino-iridio almacenado en Francia. Los científicos quieren reemplazar este artefacto físico por una definición más reproducible del kilogramo que se basa en las constantes fundamentales de la naturaleza.
La constante de Planck permite a los investigadores relacionar la masa con la energía electromagnética. Para medir la constante de Planck, el NIST usa un instrumento conocido como el balance de Kibble, originalmente llamado equilibrio de vatios. Los físicos adoptaron ampliamente el nuevo nombre el año pasado para honrar al fallecido físico británico Bryan Kibble, quien inventó la técnica hace más de 40 años.
El balance Kibble del NIST utiliza fuerzas electromagnéticas para equilibrar una masa de kilogramo. Las fuerzas electromagnéticas son proporcionadas por una bobina de alambre intercalada entre dos imanes permanentes.
El balance de Kibble tiene dos modos de funcionamiento. En un modo, una corriente eléctrica pasa a través de la bobina, generando un campo magnético que interactúa con el campo magnético permanente y crea una fuerza ascendente para equilibrar la masa del kilogramo. En el otro modo, la bobina se levanta a una velocidad constante. Este movimiento ascendente induce un voltaje en la bobina que es proporcional a la fuerza del campo magnético. Al medir la corriente, la tensión y la velocidad de la bobina, los investigadores pueden calcular la constante de Planck, que es proporcional a la cantidad de energía electromagnética necesaria para equilibrar una masa.
