Las constantes fundamentales son cantidades físicas de naturaleza universal. Por ejemplo, la velocidad de la luz en el vacío y la carga de un solo electrón son las mismas en todas partes del universo. Es por eso que a los científicos les gustaría usar cantidades invariantes de la naturaleza para definir las siete unidades de medida básicas del Sistema Internacional de Unidades (SI), o el sistema métrico moderno, en lugar de depender de mediciones de artefactos físicos.

Según una reciente evaluación y actualización de los valores de las constantes fundamentales por investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), las incertidumbres en las mediciones de las constantes ahora se han reducido a niveles tan extremadamente bajos que ahora todas las unidades SI pueden vincularse a ellas.

Esta nueva y redefinida IS beneficiará a la ciencia, tecnología, industria y comercio ayudando a asegurar la estabilidad a largo plazo de estas unidades base y todo el sistema de medición internacional.

La última actualización de los valores de las constantes fundamentales fue escrita por Peter Mohr de NIST, David Newell y Barry Taylor, quienes lideran el Grupo de Trabajo internacional sobre Constantes Fundamentales del Comité de Datos para la Ciencia y la Tecnología (CODATA). Este grupo de tareas actualiza los valores cada cuatro años. Las nuevas cantidades representan el último ajuste integral de valores de las constantes. En el verano de 2017, el grupo de trabajo realizará una actualización especial para producir los valores finales de cuatro constantes fundamentales que serán adoptadas en el otoño de 2018 por un organismo internacional conocido como la Conferencia General de Pesas y Medidas (Conférence Générale des Poids et Mesures, o CGPM).

Las siete unidades base en el SI son el metro, kilogramo, segundo, amperio (una medida de corriente eléctrica), kelvin (una medida de temperatura), mole (una medida de la cantidad de una sustancia) y candela (una medida de la intensidad luminosa). El objetivo del nuevo SI es definir todas estas unidades completamente en términos de constantes fundamentales con valores exactos. Algunas constantes, como la velocidad de la luz, se definen actualmente de esta manera, como cantidades exactas.

Los ejemplos de constantes fundamentales van desde la magnitud de la carga elemental de un solo electrón o protón hasta el número extraordinario de partículas en un mol de una sustancia, descrito por la constante de Avogadro. Otro ejemplo es la constante de Planck, una cantidad en el corazón de la física cuántica que se utilizará para redefinir el kilogramo como una propiedad invariante de la naturaleza en lugar de un cilindro estándar de platino-iridio.

La evaluación y actualización reducen las incertidumbres en las constantes de Planck y Avogadro en casi cuatro veces en comparación con la evaluación anterior. a solo 12 partes por mil millones. Estas incertidumbres disminuyeron al conciliar las mediciones en diferentes dispositivos de "equilibrio de vatios" en todo el mundo y nuevas mediciones de rayos X de alta precisión de una esfera de silicio del tamaño de una pelota de béisbol que es un cristal casi perfecto y está hecha casi en su totalidad del mismo isótopo de silicio. (99,9995 por ciento de silicio-28). La actualización reduce la incertidumbre relativa en casi dos veces, a 0,6 partes por millón, para la constante de Boltzmann, que se puede utilizar para determinar la cantidad de energía en un gas a una determinada temperatura.

"Las incertidumbres reducidas en estas cuatro constantes físicas fundamentales son muy significativas, "dijo el químico del NIST Donald Burgess, coeditor de la Revista de datos de referencia físicos y químicos ( JPCRD ). "Estas ahora ultra pequeñas incertidumbres en las constantes permitirán a la CGPM revisar el Sistema Internacional de Unidades para que las siete unidades base se definan exactamente en términos de constantes fundamentales. A su vez, muchas ecuaciones que describen las leyes de la naturaleza, como la relación entre energía y temperatura expresada a través de la constante de Boltzmann, ahora serán exactas y no dependerán de unidades de medida que tengan incertidumbres inherentes debido a la forma en que se definen actualmente ".