PATRONES CLÁSICOS Y CUÁNTICOS G11N23NestorIsaac

Por que patrones cuánticos?  Se usan este tipo de patrones, dado a su mayor precisión y el principio de identidad de la partículas atómicas. Por ejemplo, todos los electrones son idénticos e indistinguibles unos de otros. Esto tiene unas consecuencias muy importantes en metrología ya que si utilizamos las propiedades de estas partículas para hacer patrones tenemos garantizada la universalidad de los resultado

Metro  Inicialmente se definió como la diezmillonésima parte de la distancia que separa el polo de la línea del ecuador terrestre  Pero actualmente esta dada por un patrón que utiliza la constante de la velocidad de la luz para decir que “un metro es la distancia que recorre la luz en el vacío durante un intervalo de 1/ de segundo.  La definición actual no varia con el tiempo y posee un criterio universal

Segundo Anteriormente se definía en términos de la duración del día solar, pero dado que este termino no es constante pues varia de la época del año y la ubicación terrestre de la medición se descarto y se definió en términos cuánticos donde: Un segundo es la duración de oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio ( 133 Cs), a una temperatura de 0 K.

Kilogramo  Actualmente es el único patrón definido en términos del prototipo internacional.  Pero se adelantan estudios en los cuales se busca definirlo en términos cuánticos, los principales estudios son:  La Balanza de WATT  El Proyecto de Avogadro  Levitación Magnética  El Experimento de la Acumulación de Iones de Oro

Kelvin  La temperatura se definió en términos del agua, dividiendo en 100 partes iguales denominados grados, la variación de temperatura entre el punto de fusión y ebullición del agua a una presión de 1Atm  Y corresponde a una fracción de 1/273,16 partes de la temperatura del punto triple del agua

Mol  Al determinar la cantidad de sustancia se determino en términos de kilogramo y el carbono, luego esta íntimamente relacionado con la definición del mismo(kilogramo), y al determinarse esta se puede obtener una definición con un mínimo de incertidumbre.

Candela  La candela (cd) es la unidad luminosa, y esta determinada desde su inicio en términos cuánticos definiéndola como la cantidad de radiación de una fuente monocromática cuya frecuencia es 540·10 12 hertz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 watt por estereorradián

Amperio  Actualmente se define como la intensidad de una corriente constante que manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría una fuerza igual a 2×10 -7 newton por metro de longitud.  Y se realizan estudios para definirlo en términos de h, e además de varias constantes universales.

Mas unidades en términos cuánticos  Además se están definiendo otras unidades en términos cuánticos  A continuación se exponen los patrones cuánticos del:  Voltio  Ohmio

Voltio Cuántico  Mediante el efecto Josephson se ha realizado un patrón de voltaje que mejora la magnitud y precisión de patrones anteriores dado que define el voltio en términos de la carga del electrón e y la constante de Plank(h). El nuevo patrón se determino usando un superconductor a 4.2 K y polarizado con radiación de microondas dadas por voltajes proporcionales a la frecuencia de la radiación.

Ohmio Cuántico  Para este patrón es de gran importancia el efecto Hall cuántico, donde se le aplica un campo magnético de alrededor de los 10 Teslas a un semiconductor a temperaturas inferiores a 4,2 K. Esto lleva a que se presenten valores cuantizados de la resistencia Hall, además de una disminución de la incertidumbre de la medición.

Ventajas de los Patrones Cuánticos  En comparación con los patrones clásicos, los patrones cuánticos poseen grandes ventajas, no dependen del tiempo y son mas precisos, además de no depender del lugar, los materiales utilizados o condiciones ambientales.  Además de estar en términos de constantes universales las q dan un valor mas estable y definitivo.