¿Por qué se fijó la constante de Planck hhh en exactamente 6,62607015×10−34Js6,62607015×10−34Js6,62607015\times10^{−34}\text{Js} y no algún otro valor?

Aparentemente, en mayo, todas las unidades base del SI se redefinieron para ser relativas a la constante de Planck. h , en lugar de depender de objetos físicos como el kilogramo prototipo en un sótano de París. La constante de Planck se definió como

6.62607015 × 10 34 js

(Ya no es un valor medido. Es el valor)

Mi pregunta es: ¿Por qué se eligió este número exacto? En 2010, el valor medido de h era

6.626 06957 × 10 34 js

Entonces, ¿por qué eligieron este valor arbitrario de

6.626 07015 × 10 34

en lugar de algo más exacto como

6.626 07 × 10 34

Eso habría estado dentro del margen de error, por lo que podría haber funcionado bien.

El número utilizado depende del sistema de medición involucrado. El número de dígitos utilizados indica con qué precisión se conoce ese número.
@DavidWhite h es un valor fijo ahora, no una constante medida.
También lo es la velocidad de la luz, pero los físicos no definieron arbitrariamente su valor como 3 X 10 8 metro / s .
@DavidWhite Quiero decir que podrían haber hecho eso con c en lugar de h y luego todo sería relativo a c. En este momento, c está definida por h, que se define como un número
La desventaja de definir c como 3e8 es que todo tendría que ser ajustado en 1 parte en 10,000 para que funcione.
¿Desenterrar las actas de la reunión? Si hubiera sido rey durante esa decisión, habría elegido el valor de la constante de Planck que causaría menos problemas. "Menor problema", para mí, sería la cantidad de instrumentos que tendrían que ser recalibrados y la precisión con la que también tendrían que definirse las otras constantes fundamentales.
@SurpriseDog La velocidad de la luz también se define exactamente por un número. La velocidad de la luz es exactamente 299792458 metros por segundo, esto sirve como definición del metro.

Respuestas (3)

Hay muchos, muchos instrumentos que se calibran utilizando la antigua definición del kilogramo: el kilogramo prototipo internacional (IPK) hecho de una aleación de platino e iridio.
Por lo tanto, un kilogramo medido con la nueva definición tenía que estar lo más cerca posible de un kilogramo con la antigua definición para no tener que volver a calibrar todos los instrumentos que dependían de la antigua definición del kilogramo.

Utilizando la antigua definición del kilogramo (IPK), el valor numérico de la constante de Planck se midió con la mayor precisión posible utilizando la balanza Kibble (vatios) y el método de densidad de cristal de rayos X.

Los dos valores que citaste 6.62606957 × 10 34 k gramo metro 2 s 1 y después 6.62607015 × 10 34 k gramo metro 2 s 1 fueron los resultados de tales mediciones de la constante de Planck.

A partir del 20 de mayo de 2019, la determinación/definición se invirtió con el valor de la constante de Planck definido como 6.62607015 × 10 34 k gramo metro 2 s 1 y el IPK (hecho de una aleación de platino-iridio) que tiene un valor medido de un kilogramo con una precisión de una parte en 10 mil millones.

En la página 131 del folleto BIPM sobre el sistema de unidades SI dice:

El número elegido para el valor numérico de la constante de Planck en esta definición es tal que en el momento de su adopción, el kilogramo era igual a la masa del prototipo internacional, m(K) = 1 kg, con una incertidumbre estándar relativa de 1 × 10 8 , que era la incertidumbre estándar de las mejores estimaciones combinadas del valor de la constante de Planck en ese momento.

En el futuro, la nueva definición de un kilogramo a través del valor exacto definido de la constante de Planck permitirá realizar mediciones para ver cuánto cambian las masas del IPK y sus hijas con el tiempo.

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¿Por qué eligieron este valor arbitrario de 6.62607015×10−34?

Este valor se eligió para hacer un kilogramo usando la definición anterior (IPK) lo más cerca posible de un kilogramo usando la nueva definición (a través de la constante de Planck).

en lugar de algo más exacto como 6.62607x10-34.

Esto habría requerido la recalibración de muchos, muchos instrumentos (precisos).

¿Se midió el IPK usando una balanza Kibble o uno de sus prototipos secundarios? ¿Existe un registro claro de la cadena de mediciones que conducen a este valor elegido?
No entiendo. Si hubo dos experimentos que dieron dos valores diferentes para la constante de Planck, parece que la elección fue arbitraria entre uno de ellos, ¿no?
Se pensó que el valor elegido era el mejor valor para usar después de una comparación de los dos experimentos.

Es un valor experimental actualizado que coincide con las medidas de las balanzas Kibble y contando átomos en esferas de silicio para determinar el número de Avogadro. La medición de 2010 presumiblemente fue consistente con un solo enfoque metrológico. El nuevo valor exacto es consistente con ambos.

Ver esta página NIST , que dice

Las medidas de la balanza Kibble y del proyecto Avogadro no compiten tanto como se complementan entre sí para definir el kilogramo. Las mediciones de ambos experimentos se utilizaron para determinar el valor final de h para el SI redefinido. Ese valor final es 6.626070150 × 10 34  kg metro 2 / s .

Consulte también el folleto de SI (pdf): bipm.org/utils/common/pdf/si-brochure/SI-Brochure-9.pdf
"las medidas combinadas tenían una incertidumbre de 10 partes por billón" - bien, eso lo explica

De manera similar, puede preguntar por qué la velocidad de la luz se definió como 299792458 metro s 1 y no otra cosa? La respuesta simple es que hacer eso cambiaría la unidad de longitud. metro . ¿Cómo? Simplemente si lo haces (decir) 1000000000 metro s 1 entonces el nuevo medidor estaría alrededor 3.33564 veces del metro anterior! Esto significa que si usted compró anteriormente 1 metro de tela en decir 10 ps entonces por el mismo precio puedes comprar ahora 3.336 metro de tela! No, en tal caso el precio de los productos básicos también aumentaría. Entonces puedes ver que la mayoría de las cosas pueden cambiar (de una forma u otra). Pero usted puede decir "¡Oye! Si la mayoría de las cosas van a aumentar por el mismo factor, entonces ¿cuál es el problema?". La razón es que aunque los profesionales (como físicos, economistas, etc.) se adaptarían a la situación en (digamos) 1 5-7 días (aunque la recalibración de los instrumentos tomaría algún tiempo) pero tomaría meses para un común hombre a adaptarse. También puede tener algunos efectos drásticos (como que la gente empezaría a engañar a aquellos que están adaptados a las unidades anteriores y que no están familiarizados con las nuevas, etc.). De lo contrario, físicamente no tendrá ninguna diferencia (solo las cantidades cambiarían sus magnitudes). De manera similar, puedes pensar en la constante de Plank.

Entonces, lo que hacen los científicos es medir la cosa con la mayor precisión posible (en unidades anteriores) y luego establecerlo como el nuevo valor para que muchas de las cosas no cambien.