Equilibrio de croquetas
Una balanza Kibble es un instrumento de medición electromecánico que mide el peso de un objeto de prueba con mucha precisión por la corriente eléctrica y el voltaje necesarios para producir una fuerza de compensación. Es un instrumento metrológico que puede realizar la definición de la unidad de kilogramo de masa en base a constantes fundamentales. [1] [2]
Originalmente se llamaba balance de vatios porque el peso de la masa de prueba es proporcional al producto de la corriente y el voltaje, que se mide en vatios . En junio de 2016, dos meses después de la muerte de su inventor, Bryan Kibble , los metrólogos del Comité Consultivo de Unidades del Comité Internacional de Pesas y Medidas acordaron cambiar el nombre del dispositivo en su honor. [3] [4]
Antes de 2019, la definición del kilogramo se basaba en un objeto físico conocido como Prototipo Internacional del Kilogramo (IPK). Después de considerar alternativas , en 2013 la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) acordó criterios de precisión para reemplazar esta definición por una basada en el uso de una balanza Kibble. Una vez cumplidos estos criterios, la CGPM votó por unanimidad el 16 de noviembre de 2018 para cambiar la definición del kilogramo y varias otras unidades , a partir del 20 de mayo de 2019, para que coincida con el Día Mundial de la Metrología . [3] [5] [6] [7] [8]
La balanza Kibble es una versión más precisa de la balanza de amperios , un primer instrumento de medición de corriente en el que se mide la fuerza entre dos bobinas de alambre que transportan corriente y luego se usa para calcular la magnitud de la corriente. La balanza Kibble opera en sentido opuesto; la corriente en las bobinas se mide utilizando la definición de la constante de Planck para "medir la masa sin recurrir al IPK ni a ningún objeto físico". [9] La balanza determina el peso del objeto; luego, la masa se calcula midiendo con precisión la gravedad local de la Tierra (la aceleración neta que combina los efectos gravitacionales y centrífugos) con un gravímetro. Así, la masa del objeto se define en términos de una corriente y un voltaje, un "kilogramo electrónico".
El principio que se utiliza en el balance de Kibble fue propuesto por Bryan Kibble del Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido (NPL) en 1975 para medir la relación giromagnética . [10]
La principal debilidad del método de balance de amperios es que el resultado depende de la precisión con la que se miden las dimensiones de las bobinas. La balanza Kibble utiliza un paso de calibración adicional para cancelar el efecto de la geometría de las bobinas, eliminando la principal fuente de incertidumbre. Este paso adicional implica mover la bobina de fuerza a través de un flujo magnético conocido a una velocidad conocida. Este paso se realizó por primera vez en 1990. [11]
