Lucha por el kilogramo patrónG11N23NestorIsaac

Problema actual

•En la actualidad el Sistema internacional de Unidades cuenta con siete unidades básicas de las cuales se derivan todas las demás.

•De las siete unidades, todas cuentan con un patrón cuántico(que permite su reproducción en cualquier lugar y tiempo) a excepción del kilogramo, en cuyo caso el patrón de unidad sigue siento el mismo modelo de platino-iridio establecido en 1889.

El problema de este modelo patrón radica en que según estudios recientes se asegura que este compuesto varia con el tiempo sufriendo un desgaste de 0,5 X 10-9 kg/año, por lo cual se pretende establecer un patrón cuántico que de la mayor exactitud posible a este modelo, y sin riesgo a este tipo de desgaste

Los cuatro competidores

•En 4 diferentes laboratorios de metrología se realizan estudios con el fin de definir un patrón, estos lideran los proyectos de:

•La Balanza de WATT•El Proyecto de Avogadro•Levitación Magnética•El Experimento de la Acumulación de

Iones de Oro

La Balanza de WATT• Mediante el uso del efecto Hall y Josephson se

obtiene que:

De donde se podría obtener después de varios análisis una posible definición del kilogramo “Un kilogramo es la masa en reposo de un cuerpo,la que al comparar la potencia mecánica y eléctricada por resultado un valor de 6,626 068 91 x 10-34 J spara la constante de Planck h ".

El Proyecto de AvogadroSe pretende determinar con exactitud el Numero de Avogadro, y a partir de su valor determinar que :

Donde u es la unidad de masa atómicaY al usar una serie de relaciones molares y volumétricas podemos llegar a una posible definición según la cual:

"Un kilogramo es la masa en reposo de 5,018 445 8 X 1025 átomos 12C libres en su estado fundamental“

Levitación Magnética

En este método se determina trabajando con materiales superconductores, y mediante la relación:

I × df = m× g × dz + L × I × dIEn la cual interviene un flujo y producido por una corriente, donde por analisis vectorial e integral se lleva a una posible definicion donde:"Un kilogramo es la masa en reposo de un cuerposuperconductor, que en un experimento delevitación magnética para el quantum de flujoo f tiene un valor de 2,067 833 636 x 10-15 Wb.”

El Experimento de la Acumulación de Iones de Oro

Consiste en acumular en un separador de masas una masa ponderable de un haz de iones de oro, donde la masa de los átomos de oro se calcula de:

Donde e = carga elemental, mAu = masa atómica de oro y midiendo la corriente mediante el efecto Josephson y el efecto Hall cuántico se puede decir que

Y es posible definir el kilogramo como:"Un kilogramo es la masa de 3,057 443 935 x 1024 átomos de 197Au“.

Resultados reales• Tomando las incertidumbre de cada método se ve

claramente que en “La Balanza de WATT” se maneja una incertidumbre de 8,7 X 10^(-8)

• Mientras por otro lado “El Proyecto de Avogadro” ha logrado una incertidumbre de 4 X 10^(-7).

• Y en la “Levitación Magnética” incertidumbre de 10^(-7).

• Dado que “El experimento de la acumulación de iones de oro” es muy reciente, sólo se va a saber en unos años más, si se puede alcanzar la meta final