El kilogramo (kg) es la unidad básica de masa del Sistema Internacional de Unidades (SI) y es definido como siendo igual a la masa del International Prototype Kilogram, IPK, llamado de “Le Grand K” (prototipo internacional del kilograma) que tiene peso casi igual al de un litro de agua. Ese prototipo es compuesto por iridio y platina y se encuentra bajo la custodia de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM) en Sèvres, Francia, desde 1889, cuando fue sancionado por la Conferencia General de Pesos y Medidas (CGPM).

Prototipo del Le Grand K

Antes de adoptarse el IPK, el kilogramo era definido como siendo la masa de un litro de agua desmineralizada a quince grados Celsius. Se abandonó ese método, después de percibirse que la masa de la misma cantidad de agua variaba de acuerdo con su pureza.

Los estadounidenses ya sabían hay algún tiempo que había algunos problemas con el “Le Grand K” de la Francia: está quedando más leve.

El modelo del kilogramo es mantenido bajo protección, pero a cada 40 años él reaparece: se crean ochenta réplicas de ello, que son comparadas al modelo del kilo presente en laboratorios alrededor del mundo. En la última vez que él apareció, él tenía 0,05mg a menos – un problema, ya que su masa simplemente no puede variar.

¿Y porqué él está quedando mais leve?

Especialistas no saben al cierto para donde fueron esos miligramos, pero algunos teorizan que las réplicas son manipuladas más frecuentemente, lo que puede añadirles masa de forma sutil. Otros postulan que la liga metálica del Le Grand K está “perdiendo gas”, es decir, el aire está gradualmente escapando del metal.

La estabilidad del prototipo internacional del kilogramo, el IPK, es de suma importancia, haya vista que la unidad kilogramo sustenta gran parte de derivadas en el SI. Por ejemplo, el newton es definido como la fuerza necesaria para provocar aceleración a un kilogramo a un metro por segundo al cuadrado. Si la masa del IPK cambia, también cambiará el newton y todas las otras unidades que deriven del kilogramo. El pascal, unidad de presión del SI, es derivado del newton, que a su vez es derivado del kilogramo; siendo así, el pascal es definido indirectamente por el kilogramo. Esa cadena de dependencias se sigue por muchas otras unidades. Por ejemplo, el joule, unidad de trabajo, es definido por la energía gasta por la acción de una fuerza al largo de un desplazamiento. La ecuación abajo muestra como la unidad joule es dependiente de la unidad kilogramo:

Es por eso que los científicos están ansiosos para redefinir el kilogramo de acuerdo con una constante fundamental de la naturaleza. Al contrario de un artefacto físico, cuya masa cambia ligeramente con el tiempo, una constante fundamental es exactamente eso: constante e inmutable en todo el universo.

Propuestas para alteración del padrón

La constante de Planck (h) está en el núcleo de la mecánica cuántica. Átomos apenas pueden fornecer energía en cantidades específicas, conocidas como “cuanta” – de la misma forma que el dinero es subdividido en valores específicos de moneda. Esa cantidad de energía es proporcional a la constante de Planck.

Es un número muy pequeño y, por lo tanto, extremamente difícil de medir con precisión. Usando una versión high-tech de una balanza de dos platos, los científicos de NIST llegaron a un valor de 6,62606983 x 10^-34 kg∙m²/s, con precisión de 34 partes por mil millones.

Cuando los resultados de varios países sean obtenidos, ellos serán inseridos en una computadora que analizará los datos para llegar al mejor valor global de la constante de Planck. Entonces, él se volverá la nueva base para el kilogramo a partir de 2018.

La mayoría de las personas probablemente no va a notar cuando eso ocurrir, pero los científicos tendrán mucho más confianza para hacer mediciones delicadas en el futuro – y ellos tendrán que dar gracias a una serie de estudiosos que trabajaron durante años para garantizar que el quilograma permanezca verdaderamente constante para siempre.