El Sistema Internacional de Unidades (SI), establecido por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), está fundamentado en las siguientes siete unidades de base:
Nombre Símbolo Magnitud correspondiente
metro m Longitud
kilogramo kg Masa
segundo s Tiempo
ampere A corriente eléctrica
kelvin K temperatura termodinámica
mol mol cantidad de sustancia
candela cd intensidad luminosa
La masa
es la única unidad de base que aún está definida en términos de un artefacto
físico, el prototipo internacional que se conserva en la Oficina Internacional
de Pesas y Medidas (BIPM, por sus siglas en francés). Tomando en consideración
que se ha detectado una deriva en la masa de las copias del prototipo
internacional a lo largo de los años, se infiere que el prototipo, que está
fabricado del mismo material y con las mismas técnicas que sus copias, debe
estar experimentando también una variación, aunque no es posible cuantificar en
qué medida, debido a que no existe una referencia estable contra la cual pueda
ser comparado.
Por lo anterior, la Resolución N° 7, de la 21ª CGPM, en 1999, recomendó a los
Institutos Nacionales de Metrología (INM) continuar sus esfuerzos para refinar
los experimentos que ligan la masa del kilogramo a constantes fundamentales.
A partir de las discusiones realizadas en el seno del Comité Internacional de
Pesas y Medidas (CIPM), el Comité Consultivo para la Masa y Magnitudes
Relacionadas (CCM) y otros foros como la Académie des Sciences, de
Francia, y la Royal Society, del Reino Unido, surgieron propuestas para
redefinir también otras tres unidades de base, que no están referidas a
constantes universales, como son el kelvin, el ampere y el mol.
En la 24ª y 25ª reuniones de la CGPM, realizadas en 2011 y 2014, se han
aprobado resoluciones que orientan el trabajo de los Institutos Nacionales de
Metrología y el BIPM, para relacionar las unidades del SI exclusivamente con las
siguientes “constantes definitorias”:
la frecuencia de la transición hiperfina del estado de base del átomo de cesio Dn(133Cs)hfs;la constante de Planck, h; la carga elemental, e; la constante de Boltzmann, k; el número de Avogadro, NA; la velocidad de la luz en el vacío c; y la eficacia luminosa de la radiación monocromática a una frecuencia de 540 × 1012 Hz
Una de
las principales limitaciones para llevar a cabo esta redefinición es la
discrepancia que existe entre los valores de la constante de Planck que se
obtienen, por una parte, a partir del experimento de la balanza del watt, y por
otra de la medición del número de Avogadro con esferas de silicio, que
actualmente es mayor que la incertidumbre estimada para ambas mediciones. El
Comité Consultivo para la Masa y Magnitudes Relacionadas ha propuesto los
criterios para proceder a la redefinición del kilogramo de la siguiente manera:
se deben reportar por lo menos tres experimentos independientes, por lo menos
uno empleando la balanza del watt y uno con esferas de silicio, que midan la
constante de Planck con una incertidumbre menor o igual a cinco partes en 108,
por lo menos uno de ellos con una incertidumbre menor o igual a dos partes en
108, siendo todas ellas consistentes con un nivel de confianza de 95
%.
En 2016 se prevé que se publiquen dos resultados decisivos, uno del National Institute of Standards and
Technology (laboratorio nacional de EE.UU.), basado en la balanza del watt
y el otro del Physikalisch Technische
Budesanstalt (laboratorio nacional de Alemania), que emplea esferas de silicio.
Si, tal como se espera, estos experimentos son exitosos, la 26ª CGPM, a realizarse en octubre de 2018, será el foro en el que se declarará la redefinición del Sistema Internacional. Los antecedentes, discusiones y detalles técnicos de esta propuesta pueden encontrarse en el portal del BIPM: http://www.bipm.org/en/measurement-units/new-si/