El sistema de medida más utilizado en el mundo, el Sistema Internacional de Unidades (SI), se redefinió en 2019. Desde entonces, las unidades deben definirse en términos de las constantes de la naturaleza, es decir, las reglas de la naturaleza que son fijas y de sin incertidumbre, como la velocidad de la luz, y no en términos de referencias arbitrarias.

Esto ha significado que se ha solicitado una nueva investigación para relacionar las muchas unidades del sistema con las constantes a través de realizaciones experimentales.

"La redefinición ha provocado la necesidad de nuevas realizaciones", dice el profesor Jukka Pekola.

Investigadores de la Universidad Aalto ahora han encontrado una nueva forma prometedora de vincular el vatio (la unidad de potencia) con las constantes de la naturaleza. Creen que su método podría mostrar el camino hacia un nuevo estándar de poder; es decir, una nueva forma de producir una cantidad conocida de energía con la que se pueden comparar otras fuentes de energía y detectores.

Los investigadores han desarrollado un dispositivo que convierte la frecuencia en potencia. La frecuencia es una cantidad que se puede establecer con poca incertidumbre y, por lo tanto, proporciona una base sólida para un nuevo estándar.

"La frecuencia se puede definir con mucha, mucha precisión. Si puede hacer que las otras cantidades dependan de la frecuencia de una manera conocida, entonces tiene un estándar muy preciso", dice Pekola.

Además, los investigadores han descubierto que tal dependencia obedece a una ley simple con precisión y robustez.

“Estas características aumentan las posibilidades de utilizar este método como estándar”, dice Marco Marín Suárez, candidato a doctor.

"Básicamente, esta es una nueva forma potencial de obtener un vatio, o flujo de energía, simplemente configurando cantidades previamente conocidas", describe Marín Suárez.

En el experimento, la energía se produce con un transistor de un solo electrón en su operación de torniquete. Pekola demostró previamente que este dispositivo funciona como un estándar potencial para el amperio, la unidad de corriente eléctrica. Está constituido por una pequeña isla metálica, cables de fuente y drenaje y un electrodo de compuerta, y puede direccionar potencias muy pequeñas.

El camino desde una propuesta hasta un nuevo estándar realmente aceptado es largo. Los investigadores de Aalto esperan que su trabajo atraiga la atención de los metrólogos que lo llevarán más allá con mediciones más precisas.

"Este primer experimento aún no estaba al nivel de la metrología. Sin embargo, pudimos demostrar que este principio funciona y también hemos mostrado de dónde provienen los principales errores. Queda por ver si esto llega a ser adoptado por la comunidad de metrología. ", resume Pekola.

Los investigadores ahora buscan impulsar su propuesta caracterizando qué tan bien se ajusta la ley de conversión de frecuencia a potencia a su método. Esto aumentará la precisión con la que se pueden calibrar potencias pequeñas.

Los experimentos se realizaron en la infraestructura de investigación nacional de OtaNano. El grupo del profesor Pekola forma parte del Centro de Excelencia QTF y del InstituteQ, el instituto cuántico finlandés. + Explora más

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