Unidad de longitud. En principio unidad fundamental del sistema métrico, es hoy una de las siete unidades de base del sistema internacional de unidades (el SI).
No se cuentan menos de cinco definiciones sucesivas del metro. La primera de ellas, pionera en el uso histórico de un patrón de longitud natural —el meridiano terrestre—, respondió a un deseo universalista, propio de los tiempos. Las siguientes son consecuencia de la voluntad de conservar para las necesidades corrientes la unidad así elegida, pero adoptando la definición más precisa posible, teniendo en cuenta los últimos adelantos científicos y técnicos. He aquí un breve resumen de esa evolución, capaz, tal vez, de hacer comprender mejor el interés de la actual definición.
1. Para reemplazar las múltiples unidades de longitud utilizadas entonces de un modo anárquico, el principio de una definición con vocación de universalidad fue adoptado por la Asamblea constituyente francesa en 1791. La nueva unidad, que recibió el nombre de metro (de una palabra griega que significa medida), debía, por razones de comodidad, valer alrededor de media toesa, y ser igual, por definición, a la diezmillonésima parte de la distancia que media entre el Polo y el Ecuador (cuadrante del meridiano terrestre). Tras las medidas por triangulación sobre el terreno, hechas con la máxima precisión por Delambre y Méchain entre Dunkerke y Barcelona, esta definición adquirió carácter de legal, en todo el territorio francés, por ley de 1795 (la ley que creó el sistema métrico). Se construyó una regla plana de platino para representar concretamente al metro.
2. Como eran probables los progresos en las medidas geodésicas, cuya consecuencia natural sería la aparición de diferencias progresivas entre el metro teórico y su representación, se decidió, en 1799, abandonar la referencia al meridiano terrestre y definir el metro como la distancia entre los dos extremos de la regla precedente, la cual fue depositada en los Archivos (al mismo tiempo que el kilogramo patrón). Se supo más tarde que, efectivamente; el «metro de los Archivos» era alrededor de 0,2 mm más corto que el metro teórico de 1791.
3. En 1875 se firmó la Convención del metro, y se emprendieron trabajos en seguida para perfeccionar los patrones de los Archivos. En 1899, la regla «con extremos» fue reemplazada por una barra de platino iridiado, cuya sección en X fue especialmente estudiada para minimizar los peligros de deformación por flexión. El metro se definió entonces como la distancia que separa, a 0 “C y a la presión atmosférica normal, dos trazos muy finos de los extremos de dicha barra. Este prototipo, denominado metro internacional, fue depositado en el Pabellón de Breteuíl, remitiéndose copias a los países signatarios de la Convención.
4. Pero un patrón material puede desaparecer o, al menos, alterarse espontáneamente en el curso del tiempo. Pareció preferible, por tanto, relacionar la definición de metro con una magnitud física inalterable y reproducible con precisión: la longitud de onda de una radiación luminosa. Los trabajos realizados en el Pabellón de Breteuíl, por Michelson primero y por Perot y Fabry a continuación, habían demostrado la posibilidad de comparar con precisión, por interferometría, la longitud de un patrón material con diversas longitudes de onda ópticas. Se eligió, por consiguiente, la radiación cuya longitud espectral era menor, y se definió el metro (XI Conferencia General de Pesas y Medidas) como «la longitud igual a 1.650.763,73 veces la longitud de onda, en el vacío, de la radiación correspondiente a la transición entre los niveles 2p 10 y 5d5 del átomo de kriptón 86». Se trata de una radiación anaranjada, de longitud de onda cercana a 0,0006 mm, emitida en ciertas condiciones experimentales por el kriptón encerrado en un tubo, en el que se produce una descarga eléctrica.
5. Rápidamente, las fuentes láser se revelaron capaces de producir radiaciones cuya longitud de onda fuera aún más pequeña. Para no vernos obligados a modificar con demasiada frecuencia el patrón de longitud al hilo de los descubrimientos sobre radiaciones, se eligió como referente una constante universal, la velocidad de la luz en el vacío. Su valor, c = 299.792.458 (±1,2) m/s, era conocido, a partir de 1972, con una incertidumbre limitada exclusivamente por a precisión de definición de la unidad de longitud. La XVII Convención General de Pesas y Medidas adoptó, en consecuencia, la definición más reciente de metro, en 1983: «Distancia recorrida en el vacío por la luz durante un tiempo igual a 1/299.792.458 s», lo que viene a decir que se admite, de ahora en adelante, que la velocidad de la luz en el vacío vale exactamente 199.792.458 m/s, en virtud de la definición de metro. Señalemos que los investigadores continúan utilizando, como patrones secundarios, radiaciones luminosas, cuyas longitudes de onda son determinadas, teniendo en cuenta la última definición de metro, por los desvelos de la Oficina internacional de Pesas y Medidas.
Como ya se ha dicho, esas definiciones sucesivas son iguales para la vida corriente, Se apreciarán los progresos que aportan en medidas de alta precisión, técnicas y científicas, en los ejemplos que siguen: La igualdad de los diferentes ejemplares del «metro internacional» comportaba una incertidumbre del orden 1/107 (ya 100 veces mejor que la del patrón de extremo). La concordancia entre los resultados dados por varios patrones de kriptón estaba asegurada en 1/109, más o menos. La velocidad de la luz, y por tanto la nueva definición de metro, conocida con una precisión únicamente limitada por la definición de segundo, 1/1013. Señalemos, por fin, que esta última definición de metro es explotable de modo más directo en astronomía y en las cuestiones de navegación espacial, y que es la más directamente accesible a todos aquellos, los jóvenes en particular, para los cuales el sentido de la expresión «longitud de onda» no está claro.
Definición extraída de Diccionario Akal de Física de Élie Lévy. Editado por Ediciones Akal en 2008 (21 €, edición de bolsillo), la traducción es de Faustino Barriuso. Os pongo el texto de la contraportada.
Más allá de sus orígenes etimológicos, la física es, entre las ciencias de la naturaleza, la más abierta a la confrontación entre teoría y práctica, entre especulación y experimentación. Los físicos, sus nociones, sus instrumentos y sus hipótesis encuentran su lugar en esta obra, resultando reseñados y analizados en calidad de verdaderas «invitaciones al viaje» en el vastísimo universo físico. Los aceleradores de partículas y la astrofísica se acompañan, así, de la convección térmica o de la catodoluminescencia. Copérnico sucede a Bertholet, Rudolph Clausius precede a Arthur Compton. El concepto de «campo» y sus múltiples acepciones son objeto de un largo análisis que transporta al lector desde la definición del campo de un instrumento óptico hasta el campo magnético. Pero, además, las definiciones se complementan con unos cuadros y datos anejos en los que se presentan las unidades (de presión, de energía…), los órdenes de magnitud (de lo infinitamente pequeño a lo infinitamente grande), los átomos (desde la tabla periódica de los elementos a las familias radiactivas), las partículas subnucleares, las radiaciones electromagnéticas y los principios constantes. Desde este ángulo, la obra se revela como el mejor instrumento para acceder desde la historia de las ciencias al conocimiento concreto de una ciencia.
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