FísicaA definição do quilograma mudou para sempre. E agora é baseada em física quântica

As definições de quatro unidades científicas básicas, incluindo o quilograma e o kelvin, dependem agora de constantes fundamentais e não de medidas arbitrárias.
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Definições revisadas para quatro unidades científicas — o quilograma, o kelvin, o ampere e a toupeira —entraram essa semana. A mudança, decidida no ano passado, significa que todas as unidades básicas do Sistema Internacional de Unidades (SI) são agora definidas de acordo com constantes fundamentais fixas da natureza, e não por um objeto físico ou referência arbitrária.

A mudança, que os metrólogos vêm trabalhando há décadas, marca a maior mudança para as unidades do SI desde 1875. Mas será mais transformadora para o quilograma. Até o Dia Mundial da Metrologia, em 20 de maio, cada massa do mundo foi calibrada com um pedaço de platina e irídio, que reside em um cofre perto de Paris. No entanto, essa massa, que definiu o quilograma desde 1889, é vulnerável ao uso e desgaste, tornando-se uma referência potencialmente instável.

Agora, o quilograma será derivado por meio de um experimento que usa um valor fixo da constante de Planck. Em um método, um dispositivo conhecido como equilíbrio de Kibble gera uma força eletromagnética que é balanceada contra uma massa. A constante de Planck é usada para derivar a magnitude da força eletromagnética, que por sua vez é usada para calcular a massa (a constante de Planck define o tamanho dos pacotes de energia na escala quântica, com precisão primorosa). O ampere, o kelvin e a mole serão redefinidos usando outros experimentos.

Um dispositivo conhecido como saldo de Kibble agora será usado para definir massas. Crédito: Curt Suplee/NIST

As outras três unidades básicas do SI — a segunda, o medidor e a candela — já estão baseadas em constantes. Por exemplo, desde 1983, o medidor foi definido de acordo com a velocidade da luz: um metro é a distância que a luz viaja no vácuo em 1/299.792.458 segundos.

A redefinição dessa semana permite que qualquer laboratório com equipamento adequadamente preciso defina o quilograma a partir do zero. Ao relacionar a definição a uma constante, através de uma experiência, em vez de a um objeto de tamanho arbitrário, isso também significa que os cientistas podem trabalhar no mais alto nível de precisão em qualquer escala, sem perder a precisão.

Representantes do governo de todo o mundo votaram por unanimidade para a renovação em novembro do ano passado na Conferência Geral sobre Pesos e Medidas em Versalhes, na França.

A mudança também significa que as constantes nas quais se baseiam as novas definições — a carga do elétron para o ampere, a constante de Avogadro para a mole, a constante de Boltzmann para o kelvin e a constante de Planck para o quilograma — são, a partir desta semana, valores fixos com zero de incerteza. [Nature]

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