Nuevas definiciones de unidades
Deciden cambiar la definición de algunas unidades físicas en el congreso de general de pesos y medidas.
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Hace escasos días, metrólogos y políticos de 60 países decidieron en el congreso general de pesos y medidas de Versalles (Francia) cambiar las definiciones de kilogramo, amperio, Kelvin y mol. Estas nuevas definiciones de unidades serán oficiales el próximo 20 de mayo de 2019.
En el sistema internacional de unidades (SI) hay siete unidades básicas: segundo, metro, kilogramo, amperio, kelvin, mol y candela. Aunque en un principio se basaban en patrones que se guardaban en París, fueron redefiniéndose en función de montajes que se podía replicar en cualquier momento.
Así, en su día, el metro fue definido como un numero de veces dado la longitud de onda de la luz producida en una determinada transición atómica. Luego, en 1983, como la distancia que recorría la luz en el vacío en 1/299792458 segundos.
En algunos casos estas unidades se basaban en un experimento o fenómeno que no era tan universal como los metrólogos deseaban. Además, la definición de kilogramo seguía dependiendo del patrón cilíndrico de platino iridiado conservado en París de 143 años de edad.
Con la nueva decisión las siete unidades básicas se definen en términos de constantes físicas. El gran problema fue para el caso del kilogramo, que ahora se define en función de la constante de Planck y cuyo valor se fija en 6,62607015 × 10–34 kg m2 s–1.
El amperio se fija en función de la carga del electrón que se toma como 1,602176634 × 10-19 culombios.
El Kelvin se define en función de una valor fijo para la constante de Boltzmann: 1,380649 × 10-23 J K-1.
El mol se expresa como un número fijo de partículas, en concreto 6,02214076 × 1023 partículas, que es el número de Avogadro.
Estos cambios en el SI no nos afectan directamente en la vida cotidiana de forma práctica. Las definiciones son diferentes, pero el tamaño de las unidades sigue siendo el mismo.
La ventaja será para científicos de todo el mundo que quieran realizar medidas que sean independientes del lugar y el momento. Esto allanará el camino hacia medidas más precisas que sienten unos cimientos más fuertes para la ciencia.
Pero nuestros GPS o multitud de instrumentos que usamos todos los días se basan en última instancia en las definiciones que tenemos para las unidades.
Actualización:
La ventaja de estas definiciones es que permiten fijar constantes universales sin error alguno. Además, con un poco de inventiva se puede emplear para crear un kilo, un kelvin o un amperio. Así para el kilo se puede usar una balanza electromagnética de Kibble que compense un peso que va ser el kilo. Al otro lado hay una bobina por la que se hace pasar una corriente y que ejerce fuerza sobre el otro brazo. Cuando están equilibradas se tiene la misma fuerza aplicada a ambos lados. La corriente que pase será proporcional a la masa del otro lado. En principio se puede determinar un kilo o cualquier otra masa o peso en términos de la corriente que pasa por el electroimán. En esta época se puede ya medir esta corriente con gran precisión y deducir el valor de la constante de Planck con una precisión del 0,000001%. Entonces es cuando se emplea la definición de constante Planck y tenemos el kilo.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com
Fuentes y referencias:
Web de BIPM.
Resumen de la resolución.
Vídeos del congreso.
Nota de prensa en pdf
Ilustración: BIPM.
21 Comentarios
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domingo 18 noviembre, 2018 @ 9:43 pm
La medida de las cosas tiene su vertiente sórdida, que diría Platón (aquel que decía que era una actividad más noble ser pirata, que artesano o agricultor, cosa más bien de ilotas), y su vertiente sublime, que diría igualmente. La vertiente sórdida se refiere a las actividades económicas (o productivas), y el interesante debate de la ingeniería y los patrones y estándares. La vertiente sublime en este caso a la actividad científica. Sin perder de vista que los avances espectaculares (científicos) de los siglos XIX y XX tuvieron lugar bajo cuatro (o casi mejor, seis) sistemas de unidades, el métrico, el británico, y el americano, y sus versiones ingenieriles. No parece que la ausencia de un estándar haya influido más allá del ruido aleatorio. Pero no así para el comercio, o la industria, evidentemente.
Por otro lado, la búsqueda original del patrón métrico, «tan perfecto y objetivo que si en el futuro se olvidase su origen no podría ser atribuído a ninguna cultura en concreto» (pues va a ser que sí), incluyendo la mítica medida del meridiano entre Dunkerque y Barcelona (más o menos), no sé qué esperan los paupérrimos guionistas españoles en sacar petróleo de esta historia que hasta incluye torturadores del régimen absolutista francés refugiados en la Ciutat Condal (con pensión otorgada por Godoy), se vio también imbuida de este esencialismo. Hacer depender todo de las constantes no es lo mismo, pero ciertas reminiscencias tiene, porque aparte que es más práctica y útil esta definición, sigue pivotando a medir algo (el universo, de un modo u otro) para poder crear las unidades de medida. Un interesante problema autorreferente.
lunes 19 noviembre, 2018 @ 10:26 am
La utilidad de la reforma es indiscutible. Pero no sé cuando acabará de molestarme el que los sistemas no decimales sigan en sus 13, midiendo la altura a que vuela un avión con los pies del capitán en vez de los metros. ¡Con lo intuitivo y sencillo que resulta operar con múltiplos de 10!
lunes 19 noviembre, 2018 @ 1:24 pm
Bueno, la trigonometría no es decimal (aunque hay grados decimales, 400 para la circunferencia goniométrica, los 360 son una herencia tan antigua cuanto sumeria, probablemente más y a saber su origen último), y no le hace falta. Quien dice la trigonometría, dice la astronomía, con sus coordenadas celestes de ascensión recta y declinación. No es ninguna herencia britano-americana, es una herencia común tan antigua cuanto el zodíaco. Lo mismo cabe decir de segundos, minutos y horas. La idea revolucionaria francesa de un día 10 horas y 1 hora 100 minutos fue un desastre total (y la semana laboral de 10 días, te imaginas).
La milla siempre se definió como un minuto de latitud. En coordenadas esféricas es mucho más práctico el sistema sexagesimal que el decimal. Me atrevería a decir que para monedas también, de hecho nadie usa las ventajas del SI para los presupuestos, no se habla de k€ ni M€ ni G€, que se podría y sería más cómodo (y decieuros y centieuros). Es importante darse cuenta que la filosofía detrás de la definición de metro y milla es exactamente la misma.
El problema con la ICAO es que una milla náutica internacional son 1852 m exactamente, que no es una unidad SI formalmente, y no tiene un número exacto de pies, 1 pie son 12 pulgadas, 30,48 y 2,54 cm (exactamente) respectivamente, están metricados. Hay un pie métrico (0,3 m exactamente), que se usa poco o nada en cierta industria. La pulgada está muy vigente en electrónica, conexiones y distancias van en pulgadas. Si los romanos levantaran la cabeza les daría un ataque de risa.
Es todo política, industrial en este caso. Tengo la idea de que la URSS y China en tiempos en sus espacios aéreos usaban el SI, no es fácil encontrar información al respecto. Si Francia y Alemania hubieran respaldado esto, ahora la milla estaría en una posición más precaria (se usa hasta en tratados internacionales), y a la NASA no se le escartarían sondas en Marte por software incompatible (las agencias federales de EEUU usan oficialmente el SI, pero por ley la gente y la industria usan lo que les da la gana, muchos organismos tipo burós de estándares para la industria en EEUU son privados, no públicos).
Pues eso, que la ICAO tiene una unidad horizontal, o de horizonte, la milla, y otra de altitud, el pie. A mí me parece peligroso.
lunes 19 noviembre, 2018 @ 5:59 pm
Pero ¿cuál es la definición del kilogramo en función de la constante de Planck? aquí lo que se da es el valor de la constante, un número pequeñísimo.El númerito que desbarató el enorme castillo de la física clásica y dio paso al mundo cuántico.
lunes 19 noviembre, 2018 @ 10:59 pm
Estimado Lluís:
He añadido una actualización para que se entienda mejor.
lunes 19 noviembre, 2018 @ 11:50 pm
Al hilo de tu comentario, querido Dr. Thriller, los romanos usaban como medida el pie, pero también el coco. Lo que desconozco es en qué casos se utilizaba cada medida.
martes 20 noviembre, 2018 @ 9:14 am
Yo, Dr. sigo en mis diez. Por ejemplo el día podría haber sido de 20 horas; 10 diurnas y 10 nocturnas. Y una semana de 10 días no es tan exagerado. También en trigonometría; de hecho se usa mucho en las calculadoras. En fin, que con un poco de esfuerzo se podría haber hecho. Lo que sucede es que cambiarlo todo da pereza y cuesta dinero, que es lo que les pasa a los británicos en unas cosas y a los americanos en otras.
martes 20 noviembre, 2018 @ 9:40 am
No se sabe por qué la mayoría de las culturas usan, no de forma absoluta pero sí de una forma muy extensiva el sistema decimal. Hay ejemplos para todo y el sistema duodecimal tiene una significativa extensión, junto a otros. Siempre se ha creído que la preferencia por el decimal viene dada porque tenemos diez dedos (de hecho la palabra dígito es literalmente «dedo» en latín, digitu > dedo (cast.+gall.-port.) > dit (cat.)), ya hay quien sugiere que no es sólo el ábaco natural que suponen las manos, sino incluso las redes neuronales implicadas en la gestión de los dedos podrían establecer una cierta predisposición cerebral a la base diez, en ciertos casos.
Objetivamente es innegable que el sistema duodecimal es mejor, en el sentido de que tiene muchos más divisores (2,3,4 y 6 vs. 2 y 5, más aún si consideramos decimales puros, 2,3,4,5,6,8,9 y 10 vs. 2,4,5 y 8), y hay una cierta correlación con el cómputo usando las falanges excepto las del pulgar, que es el dedo que cuenta (4×3). Como no hay metaanálisis al respecto, uno se siente tentado a columpiarse, as usual, y decir que parece haber una cierta tendencia al base 10 para cantidades muy grandes y a la base 12 para cantidades más accesibles a la visualización.
Los huevos siguen viniendo en docenas, pero la legión romana se organizaba (teóricamente) en base 10.
Y, Tomás, definitivamente, no, la semana de 10 días es muy mal rollo. Aparte que no cuadra (el calendario revolucionario tenía 5/6 días tontos), la base de la semana de siete días parece guardar relación con las fases lunares, que al menos como reloj cósmico gratuito es bastante visible, sin embargo no deja de ser curioso que coincida, aproximadamente, con el período de menstruación (aprox.) de la hembra de nuestra especie.
También parece claro que el cerebro tiende a «personalizar» las cifras. Un calendario internacional apto para todos sería simplemente numerar los días del año, tipo 121/2018 ó 224/2018 (fin de año, 365/ ó 366/2018), si quieres hasta cambiando la referencia del año (contando desde 1945, p.ej. por aquello de fundarse la ONU), dado que en ese momento (1945) la mayoría del planeta usaba otros calendarios, hubiese sido bastante elegante. Sin embargo como digo, tener 360 y tantas referencias en la cabeza consume más memoria que tener 12×30 y tantas, por antiintuivo que parezca. Asociamos las cosas, y las matrices ayudan a simplificar las atribuciones de los elementos.
Ruido puro todo, ¿verdad? O eso parece.
martes 20 noviembre, 2018 @ 9:54 am
Los romanos hacían cosas a veces un poco incomprensibles, pero ahora que estamos descubriendo cómo podemos hacernos el seppuku llevando las ideologías hasta sus últimas consecuencias (Robespierre debería la unidad de medida de una magnitud que midiera eso), vamos pillando la idea detrás de mucha costumbre romana que la teníamos de folclórica.
A pesar de que las balanzas romanas debían ser relativamente fiables, los romanos preferían medir por *volumen*, sobre todo y alucinantemente, sustancias sólidas, incluso compactas. Hay bastante confusión en este punto y nos faltan datos, pero dado que la adulteración de moneda (y subsiguiente inflación asilvestrada) se convirtió en su deporte nacional, al punto de que ya en el imperio la secuencia emperador que intenta revertir la última adulteración, y lo hace en parte, es inevitablemente seguido por otro que la adultera aún más (todos acaban de mala manera), el uso de balanzas se hizo obligado (de ahí la cantidad de nombres de monedas, p.ej. libra es literalmente balanza, como la constelación, aunque el más extendido ha sido denario), uno se pregunta qué tipo de trauma colectivo debió vehicular esto. Si hubieran llegado a inventar el papiro-moneda…
Más ruido…
martes 20 noviembre, 2018 @ 10:04 am
Finalmente, hasta ahora crear pesos patrones (p.ej. juegos de pesas homologados para testar balanzas) del kilo había que hacerlo literalmente copiando el original o una copia fiable copiada del original. A partir de ahora, como bien dice Neo, es posible crear patrones idénticos sin recurrir a la referencia con el patrón original, como ya pasaba con otras unidades.
De hecho, mucha gente lo estudió así. El kilo es la masa del patrón de platino iridiado que se guarda en Sèvres, Paguis de la Fgans. Patrón que por cierto ha ido perdiendo masa y no saben bien por qué. Y ya puestos a la logorrea, se llama kilo cuando no debería, porque es un múltiplo contradiciendo de entrada la filosofía del SI, el kg, porque el kg originalmente se llamaba el grave (de gravedad), pero como grave es la versión latinizada del graf germánico, el conde latino (graf viene de los condes romanos, pero bizantinos, que se llamaban grafein, los (secretarios) que escriben, en vez de los amigotes romanos-romanos de Roma, comes-comitis, el compay de francachela), pues era obvio que era alta traición a los principios revolucionarios ponerle a la unidad de pesar el nombre de un título de nobleza.
Más ruído aún.
martes 20 noviembre, 2018 @ 5:23 pm
Estupenda esa aclaración, Neo. Ahora sí queda clara la cuestión.
martes 20 noviembre, 2018 @ 5:54 pm
El 6 es tan bueno como el 10 como base de numeración. Solo cambiaría que el nuevo 10 equivaldría en la tienda a media docena de huevos, por ejemplo. En realidad, el 2 es la base más lógica, y tendría la ventaja de que seríamos todos gente rica, por lo menos nuestras cuentas bancarias serían otra cosa…
miércoles 21 noviembre, 2018 @ 2:26 am
¡¡Pero qué bueno, querido Dr.!! Estaba a punto de decir que se nota que es tu imperio favorito, pero sería una descortesía (más que un halago) dados tus conocimientos cuasinfinitos.
miércoles 21 noviembre, 2018 @ 9:09 am
Más que imperio favorito, es que en un grado muy real seguimos siendo romanos. Los imperios son como un aluvión o una riada que arrasa todo a su paso y mezcla y destruye todo. Es un cuadro que describe perfectamente lo que estamos haciendo con el planeta.
Y al caso del artículo, las unidades pre-SI (en Occidente) eran todas romanas, incluyendo el uso del sistema duodecimal para las fracciones (sextante, quincunce, cuadrante, etc.), calendario y demás. Cuando Tomás echa pestes contra la milla y el pie, con bastante razón, pues son unidades romanas 100% (además de la yarda, vara, cúbito, brazo, pulgada, palmo, y resto de anatomía). Un detalle curioso sobre el calendario gregoriano (o sea, juliano, o sea, romano, el griego era lunar p.ej.) es que se modificó no porque a la astronomía de entonces le preocupara que el equinoccio de primavera estuviese desplazado, es que el cálculo de la Pascua era una pascua. Ya sabes, el cristianismo, la religión oficial romana…
miércoles 21 noviembre, 2018 @ 10:52 am
Mi querido, admirado, facundo, facundio y fecundo Dr.: De tu primer párrafo del com. 8, está clarísimo que la base decimal procede de ahí, de nuestros diez dedos, y que eso tiene un profundo mucho más antiguo que nuestra especie e incluso que nuestro género y aún podría irme más lejos, y que eso tiene su reflejo en nuestro cerebro, sin la menor duda; y diría que en cualquier caso, como en otros animales que tienen una o dos pezuñas o, como creo recordar, en el ateles o mono araña que ha perdido el pulgar y solo tiene 8 por faltarle los pulgares: cosas de la adaptación a la visa arborícola, y el cerebro no puede evitar sus deberes.
Respecto al párrafo 2 del mismo, puedo estar muy de acuerdo. Ha de ser muy útil el mayor número de divisores. Precisamente tuve un verdadero problema ayer para cortar en tres partes de igual peso un gran tozo de salmón congelado y que me quedasen -poco más o menos- unos doscientos gramos por ración, porque, claro, el muy ladino, es muy irregular. Pero lo resolví auxiliándome solo de un cuchillo que me sirvió de balanza y para cortar y una de cocina para comprobar (con ayuda de un martillo, que el congelado está muy duro). Conseguí de los 570 g que pesaba hacer tres trozos prácticamente iguales. Habrían de salirme 3 trozos de 190 g cada uno. Bueno, conseguí que hubiese tan solo de 1,45 g de diferencia media. No está tan mal con tan escasas herramientas.
Para los huevos, prefiero el sistema de Petrus, por la mismas razón que la de los dedos.
A mi es que los festivos siempre me han fastidiado y no te digo los puentes. Sin embargo a mi hija mayor le chiflan y se las arregla de maravilla para hacer vacaciones larguísimas combinándose con compañeros, aprovechando permisos por enfermedades familiares y cosas así. Nunca he conocido a nadie tan hábil en ese lance. Yo nunca he soportado unas vacaciones mayores de una semana. Quizá estoy muy hecho a mi rutina. Cosas del carácter. Y lo de las hembras de nuestra especie es pura chiripa; nada más.
Respecto a lo del calendario, habiendo la posibilidad de 13 meses de 28 días, como una vez comenté creyendo que yo lo había ideado para hacer coincidir el cumpleaños de mi hermana con el comienzo de la primavera y luego resultó que averigüé -a raíz de un escepticismo de Neo- que tenía un -supongo- antecedente de Asimov muy similar (pero independiente, como ha sucedido muchas veces en la historia e incluso, de algún forma, en mi vida). Así que podemos estar muy de acuerdo.
Pero lo dejo porque me veo incapaz de seguirte con los otros comentarios. Otro día será, que todo te lo mereces, hasta mis abrazotes que son dos cosas, como habrás colegido: abrazos y azotes, cada uno con su causa.
miércoles 21 noviembre, 2018 @ 11:17 am
Sobre los «poderes» del 28 días lunar, me admira la fe con que muchos tradicionalistas del agro defienden a capa y espada ( azada) que los ajos deben sembrarse en cuarto menguante, que si los puerros , que si los árboles hay que cortarlos … y una serie de normas agrarias relacionadas con la luna. Sinceramente, yo no las sigo, pero supongo que son reliquias de épocas más o menos oscuras científicamente hablando, combinado con tradiciones más o menos fundamentadas. Sin embargo, tomen nota, las noches con luna permiten comer a las truchas y peces en general y al día siguiente no pican, así que los pescadores hacen bien cuando lo tienen en cuenta… ¿ Habrá más razones ?
miércoles 21 noviembre, 2018 @ 11:32 pm
Ojalá Neofronteras pueda analizar un artículo acerca de la predicción del sexo de una persona, que hizo una IA tan solo con la foto de la retina. Me gusta como presentan estos temas aquí.
jueves 22 noviembre, 2018 @ 8:48 am
Sigo con tus sabrosos comentarios, querido DR.: Nada que decir de tu 9, salvo que me enteras, lo que agradezco, de esa manía romana de medir por volumen los sólidos, que comprendería si se tratase de grano, por ejemplo, pero pareces referirte a cosas más grandotas. Así que como no usasen el principio -que no lo es, ya que puede deducirse y experimentarse, lo que yo demostré a mis hijos mayores cuando tocaba- de Arquímedes.
Y tampoco del 14, así que solo queda darte las gracias por tus enterados comentarios.
Pues eso. Merci y point.
jueves 22 noviembre, 2018 @ 8:59 am
Petrus tiene toda la razón. Que es así, que los peces suben más a comer cuando hay luna llena es un conocimiento que los pescadores aprovechan en el modo de pesca llamado «a la luz» o «al cerco» que es lo mismo. Los barcos salen de noche y llevan una o dos barcas provistas de potente iluminación, de modo que cuando el radar descubre un barco -generalmente de sardinas- colocan encima las barcas para que suban los peces. Luego, alrededor de las barcas, despliegan una gran red con ayuda de un aparato llamado halador; cierran por abajo la red y a recoger.
Un abrazo, experto amigo.
jueves 22 noviembre, 2018 @ 12:40 pm
Bueno, que yo sepa no hay estudios serios sobre los calendarios lunares y solares (en realidad, siguen la órbita lunar o siguen la órbita terrestre). Efectivamente, el efecto más obvio de la Luna es la luz, los ecosistemas no funcionan igual en plenilunio que en novilunio, la luz de la Luna es significativa. Si esto tiene alguna influencia en la agricultura, evidentemente ha de ser muy sutil. Puede ser simplemente a ciertos animales les sea más fácil robar semillas recién plantadas con luna llena, aunque yo diría que esto es una tontería, porque el olfato siempre está ahí. También supongo que las lechuzas cazan mejor, o no, no lo sé. Seguramente a los murciélagos les da igual. O no, porque es posible que haya más caza. O menos. Es un factor más entre muchos.
Ahora, el calendario agrícola por excelencia al menos en nuestras latitudes es el solar. De hecho, los calendarios lunares europeos, griego o celta (mal comprendidos), se ajustaban al ciclo solar, el famoso ciclo metónico. Está fuera de toda duda su utilidad religiosa, su aplicación agrícola es más problemática, lo que indica que ya era más importante sujetar al personal que la cosecha de frijoles. El calendario romano, que era una verdadera eme, nos lo muestra abiertamente en toda su crudeza. Es posible que inicialmente tuviera meses intercalares (que lo tenía: mercedonio, que se introducía dentro de febrero, no entre febrero y marzo) para acoplarse a las estaciones, sin embargo ya en los registros más antiguos de la república los sumos pontífices encargados del ídem hacían con él una pandereta, empezaban el año cuando les daba la gana, ponían o quitaban días tal como nuestro sistema de justicia, con finalidades única y exclusivamente políticas, alargar o acortar magistraturas o comenzar las levas del ejército en pleno invierno para que la campaña (de tu rival político) saliese como las posaderas, o todo lo contrario. Cómo se las arreglaban latifundistas y arruinados pequeños agricultores libres no se sabe bien, pero con esta basura de calendario evidentemente no.
De hecho, los bereberes o tamazhigs del norte de África usan aún el calendario juliano, son agricultores. El calendario islámico es demencial, va a su bola (totalmente lunar, de hecho el día y el mes se calculan con la (primera) visión de la Luna (creciente), si está nublado y no se ve pues nada, esto lo vuelve literalmente impredecible) y el Ramadán precesiona con él y cae donde cuadre, hacer ayuno cuando el día dura 18 horas no es lo mismo que cuando dura 6 (sí, hay musulmanes tan al norte), pero ya la cosa no se sostiene muy al norte, cuando en verano no se pone el sol. No se puede hacer Ramadán y punto. Cuando se creó, tenían a su disposición los mejores astrónomos de Eurasia al este de la India. Ah, la política (ideológica). No tengo idea de las razones, pero por cierto Irán usa otro calendario, muy similar al gregoriano y mucho más preciso que él. Solar, naturalmente.
Pues eso, así contamos y medimos.
Por cierto, Tomás, que mano. Y con un martillo.
Abrazos sin martillos ni calendarios con calzadores. Que conste en acta qhe tus comentarios son mucho más interesantes que los míos. Bueno, los de todo el mundo.
viernes 23 noviembre, 2018 @ 9:33 am
Ni mucho menos a la última frase de tu comentario. Los tuyos, cuando no te paseas por Úbeda, suelen complementar magníficamente los artículos de Neo. Eres todo un fenómeno y nos deslumbras con tu extensión y profundidad; ¿o no?
Abrazos.