Kilogramo
English: Kilogram

Kilogramo
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El prototipo internacional del kilogramo (IPK), conocido popularmente como «Gran K», se encuentra en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (Francia).
EstándarUnidades básicas del Sistema Internacional
MagnitudMasa
Símbolokg
Equivalencias
Unidades naturales1 kg = 5,609×1029 MeV/c2
Sistema anglosajón de unidades1 kg = 2,2046226218488 lbs

El kilogramo o quilogramo[nota 1]​ es la unidad básica de masa del Sistema Internacional de Unidades (SI). Su símbolo es kg; adviértase que no es una abreviatura, por lo que no admite mayúscula, ni punto, ni plural; y no se debe de confundir con el símbolo del kelvin: K.

Es la única unidad básica que emplea un prefijo[6]

Historia

La primera definición, decidida durante la Revolución francesa, especificaba que era la masa de un decímetro cúbico (un litro) de agua destilada a una atmósfera de presión y 3,98 °C, una temperatura singular dado que es la temperatura a la cual el agua tiene la mayor densidad a presión atmosférica normal.[7]​ Esta definición era complicada de realizar con exactitud, porque la densidad del agua depende levemente de la presión, y las unidades de presión incluyen la masa como factor, introduciendo una dependencia circular en la definición.

Para evitar estos problemas, el kilogramo fue redefinido mediante un objeto, cuya masa formalizó una cantidad exacta para representar la definición original. Desde 1889, el SI define que la unidad debe ser igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo (IPK, por sus siglas en inglés), fabricado con una aleación de platino e iridio —en proporción de 90-10%, respectivamente, medida por el peso— en forma de cilindro circular recto, con una altura igual al diámetro de 39 milímetros. Dicho prototipo se guarda en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, ubicada en Sèvres, en las cercanías de París (Francia).[7]

Por definición, el error en la medición de la masa del IPK era exactamente cero, pues el IPK era el kilogramo. Sin embargo, a lo largo del tiempo se han podido detectar pequeños cambios comparando el estándar frente a sus copias oficiales. Comparando las masas relativas entre los estándares en un cierto plazo se estima la estabilidad del estándar. El prototipo internacional del kilogramo parecía haber perdido cerca de 50 microgramos en los últimos 100 años, y la razón de la pérdida sigue siendo desconocida.[12]

Redefinición del patrón

La balanza de Watt NIST-4, que comenzó a funcionar a principios de 2015 en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología estadounidense en Gaithersburg (Maryland), que midió la constante de Planck con una precisión de 13 partes por millardo en 2017, lo cual fue lo suficientemente preciso para ayudar con el redefinición del kilogramo prevista para 2019.

130 años después de su implantación, se iniciaron gestiones para realizar la definición de un patrón de kilogramo mediante leyes físicas. Se establecieron dos vías principales de investigación. La primera basada en fijar el valor del número de Avogadro, para luego materializar la unidad de masa con una esfera de silicio, casi perfecta en su geometría y composición isotópica, cuyas características dimensionales se pueden conocer con gran exactitud. Específicamente, se determina el volumen ocupado por la esfera y cada uno de sus átomos, y finalmente, con el número de Avogadro, se determina la masa. La otra alternativa consiste en fijar el valor de la carga del electrón o el de la constante de Planck, y luego mediante mediciones eléctricas se materializa el kilogramo utilizando un dispositivo denominado balanza de Watt. Varios institutos nacionales de metrología trabajaron en la puesta a punto de un sistema de este tipo; por ejemplo, el desarrollado por Bryan Kibble del National Physical Laboratory británico. A principios de 2011, poco antes de la celebración de la 24.ª Conferencia General de Pesas y Medidas, se halló consenso en que el método que se utilizaría sería el de la constante de Planck,[14]

El 16 de noviembre de 2018, la 26.ª Conferencia General de Pesos y Medidas anunció que la definición del kilogramo pasaría a estar ligada con la constante de Planck.[6]