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Dr. Martin J.T. Milton
Director del BIPM desde 1 de enero de 2013
MA (1981) Universidad de Oxford
PhD (1990) Físicas, Universidad de Southampton
MBA (1994) London Business School
CV en la web del BIPM
Puesta en Contexto:
El SI sirve hoy como lenguaje común de las comunicaciones, de la tecnología, de la investigación, de la ciencia y del comercio internacional. Se estima que el 95 % de la población del mundo utiliza oficialmente el sistema Internacional de Unidades (SI).
La Resolución 1 adoptada por la 26ª Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) en noviembre de 2018 ha definido el Sistema Internacional de Unidades, SI, como aquel resultante de fijar, en unidades SI, los valores numéricos de siete constantes universales.
El Sistema Internacional de Unidades, SI, basado en el segundo, el metro, el kilogramo, el amperio, el kelvin, el mol y la candela (las unidades básicas), ha sido revisado para actualizar las definiciones de cuatro de estas unidades. En noviembre de 2018 las definiciones revisadas del kilogramo, amperio, kelvin y mol fueron adoptadas por la 26ª Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), el organismo internacional responsable de la comparabilidad global de las mediciones. Las definiciones revisadas entraron en vigor el 20 de mayo de 2019. El Sistema Internacional de Unidades, SI, queda definido como aquel resultante de fijar, en unidades SI, los valores numéricos de siete constantes universales. (véanse los nos 12, 13 y 14 de e-medida).
Dada la relevancia de la redefinición de las unidades básicas del SI, e-medida ha entrevistado al Dr. Martín Milton, Director del BIPM. En el texto se resumen los diferentes temas tratados. La entrevista completa, en su idioma original, se puede ver y escuchar en el video que acompaña a este texto. La entrevista se realizó en la sede del BIPM, el día 5 de marzo de 2019.
Estimado Martin, en primer lugar, me gustaría darle las gracias por recibirnos y acceder a realizar esta entrevista para la revista e-medida, en un año que es especialmente importante para la metrología.
El BIPM se estableció en 1875 y desde entonces las necesidades de la ciencia y la sociedad han evolucionado. ¿Cuál es el papel clave del BIPM hoy en día?
Gracias y bienvenidos al BIPM. Como Ud. ha dicho, el BIPM se estableció en 1875, cuando 17 Estados firmaron la Convención del Metro y el objetivo del BIPM era entonces el mismo que hoy. El objetivo de dicha Convención fue asegurar y promover la aplicación del Sistema Métrico. En el pasado, en 1875, la principal preocupación era el kilogramo y el metro, probablemente más el metro. Era la medida práctica y la que más preocupaba a la mayoría de los Estados, industrias y sociedad de aquella época. Desde entonces, por supuesto, la metrología se ha expandido enormemente y en 1960 adoptamos el Sistema Internacional de Unidades, SI, como la forma de promover el sistema métrico, y continuamos con ello hasta nuestra difusión de los cambios del SI el pasado noviembre.
Hoy, las necesidades de la industria y la sociedad en general en relación con la metrología, han evolucionado rápidamente, especialmente en cuanto a rangos de medición y exactitud, por lo que los laboratorios nacionales de metrología deben adaptar sus actividades para enfrentarse a todos esos desafíos.
¿Qué acciones está tomando el BIPM para ayudarnos a cumplir esta misión?
Sí, reconocemos que la utilización de las medidas aumenta cada vez más en función de las necesidades de los diferentes sectores. Está aumentando en términos de exactitud, necesaria en muchas aplicaciones, están aumentando las exigencias de los rangos de medición, desde objetos muy grandes y pesados hasta objetos muy pequeños, nanoscópicos. También las necesidades están aumentando en cuanto a número de mediciones y velocidad, desde las máquinas industriales hasta las de consumo. En todas estas áreas continuamos trabajando en los comités, que abordan nueve campos particulares y otros que están apareciendo, junto con los INM ( Institutos Nacionales de Metrología) de todo el mundo, que se reúnen aquí en el BIPM. Cada Comité del CIPM trata las necesidades y da respuestas a las mismas. La presidencia de cada uno de esos Comités Consultivos discute y saca adelante los desafíos más importantes en cada uno de esos campos.
En noviembre del año pasado, la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) votó a favor de la redefinición del SI, la revisión más relevante del SI desde 1960. ¿Cómo vivió todos esos intensos días? ¿Temió en algún momento por el éxito de la Conferencia?
La Conferencia del año pasado, en particular el 16 de noviembre, fue el punto culminante para nosotros de una actividad que fue un gran trabajo en equipo en todo el mundo. Se pudo lograr porque éramos conscientes de que todos los INM, todos los Estados, todos los científicos, todos los directores involucrados apoyaban plenamente lo que se iba a acordar ese día. Así que podía estar muy seguro de que este era un evento en el que todos estaban a favor, todos querían lograr el acuerdo y todos querían que ocurriese ese día. De hecho, descubrimos que una de las razones por las que los periódicos, la televisión y los medios de todo el mundo querían cubrir estos actos, era porque les resultaba muy interesante que ésta fuera un área donde los países de todo el mundo estuvieran de acuerdo, y eso no es algo que se vea habitualmente. Entonces, sabiendo que iba a haber un acuerdo muy, muy fuerte, y que era el resultado de un gran trabajo en equipo, de literalmente todas las partes del mundo, creo que todos estábamos seguros de que iba a ser un gran acontecimiento.
Así pues, la Conferencia fue un momento positivo para la metrología.
Martin, ¿podría explicar, en pocas palabras, los principales cambios que se pondrán en práctica con el sistema revisado y qué ventajas tiene en relación con el anterior?
El cambio principal, que afecta a cuatro unidades básicas en particular, fue basar sus definiciones en constantes fundamentales. Constantes fundamentales que forman parte de nuestra comprensión de la Ciencia del Mundo, de la Física del Mundo, si así lo prefiere. Y al basar nuestras definiciones en constantes fundamentales, tenemos definiciones, por así decirlo, “preparadas para el futuro”, que podrán seguir utilizándose y mejorarse, a medida que mejoremos la comprensión de la ciencia y que nuevas tecnologías estén disponibles y puedan usarse dentro del contexto de las nuevas definiciones. Esto también nos permitió reincorporar las unidades eléctricas a nuestro sistema SI, además de proporcionar un sistema para mediciones de temperatura mucho más flexible, con nuevas oportunidades para nuevos métodos en el futuro. Finalmente, mencionaría lo que mucha gente ha señalado antes, y que es la oportunidad que tenemos ahora de realizar mediciones de masa utilizando el método de la balanza de Kibble o el método de Avogadro en cristales de silicio, que son métodos primarios, métodos fundamentales para medir la masa. Ahora son parte de nuestro sistema y los INM y otros laboratorios de todo el mundo puedan desarrollar sus propios sistemas para realizar mediciones de masa referidas al kilogramo y trazables al Sistema SI sin referirse a los artefactos históricos, los cuales se han utilizado con mucho éxito, desde 1889 en el caso del kilogramo.
…al basar nuestras definiciones en constantes fundamentales, tenemos definiciones, por así decirlo, “preparadas para el futuro”.
Entonces, ¿cuál será el impacto de la redefinición del SI para la comunidad científica?
Una de las tareas de la Metrología, como explico, es que los laboratorios de metrología de todo el mundo trabajan para tener un Sistema de Mediciones que sea constante, un Sistema de Mediciones que no cambie, (esto suena a broma, no se conoce un sistema que no cambie). Y todos los laboratorios del mundo han hecho un muy buen trabajo, resultado del cual nada cambia inmediatamente después de la definición. Lo que tenemos ahora es la oportunidad de que las cosas cambien en el futuro y la forma en que las cosas cambiarán en el futuro es utilizando nuevos métodos para la realización de las unidades. De esta forma, uno espera, desea, y está seguro, de que la vida cotidiana de los ciudadanos no cambia en la noche del 16 de noviembre, no cambia enla noche del 20 de mayo, cuando se produce la entrada en vigor, sino a medida que se desarrollen las tecnologías empleadas para implementar el sistema SI. Así pues, esperamos que el SI se implemente en la industria, utilizando realizaciones cuánticas de algunas de las unidades que, realmente, pueden materializarse en la industria, o incluso que el SI se implemente en dispositivos portátiles en el futuro. No sabemos, no hay límites a la forma en que el sistema podrá desarrollarse.
… y ¿cuál es el impacto para el BIPM?
Pasamos a un sistema donde las unidades se pueden realizar de forma independiente en todo el mundo. Nuestra tarea, que es una tarea de coordinación, continúa siendo importante y sigue siendo necesaria para garantizar que lo que sucede en todos nuestros estados miembros esté coordinado, de modo que, en el contexto de nuestros Comités Consultivos, y dentro del marco del acuerdo de reconocimiento mutuo CIPM (ARM-CIPM), exista un sistema de unidades globalmente reconocido que permita a los INM demostrar que sus mediciones continúan siendo equivalentes, y esta es una tarea continua.
Nuestra tarea, que es una tarea de coordinación, continúa siendo importante y sigue siendo necesaria para garantizar que lo que sucede en todos nuestros estados miembros esté coordinado.
Todos estos cambios han tenido un gran impacto en los medios, en todo el mundo. ¿Piensa que es positivo para la metrología?
Sí, creo que el 16 de noviembre del año pasado fue muy positivo para la metrología. No es frecuente que la metrología sea uno de los principales temas en los medios. De hecho, al unirnos y promover el mismo mensaje entre todos los INM y Estados de todo el mundo, colocamos a la Metrología en lo más alto de la agenda de los medios ese lunes, lo que fue un hecho destacado para la Metrología. Pero eso es historia, no podemos conformarnos con eso, ahora tenemos la oportunidad de continuar trabajando a través de nuestras actividades divulgativas en todos los países, para mantener el tema de la metrología en la mente de las personas, construir sobre esas referencias de los periódicos y sitios web, o de las televisiones, del pasado noviembre, que la gente ya no recuerda y utilizar medios como este de hoy para continuar explicando nuestra historia y mantener la idea de la medición exacta muy alta en las mentes de los ciudadanos, los gobiernos y la industria de todo el mundo.
Creo que la educación es el mayor desafío que tenemos por delante. ¿Cómo explicar todos estos cambios en la escuela, por ejemplo? ¿Qué acciones sugeriría para promover el uso correcto del SI en los colegios, escuelas secundarias, etc.?
Pienso que se ha trabajado mucho para proporcionar diferentes formas de explicar el impacto de los nuevos cambios y en la forma en que el Sistema funciona con las nuevas definiciones, y los jóvenes han ayudado a través de YouTube y en sus blogs, buscando nuevas formas para explicar las cosas. Así que creo que ahora este es un campo muy activo. Espero que los INM y los Estados miembros puedan continuar inspirando a la comunidad de profesores en cada país a encontrar nuevas formas de actualizar los textos y el material didáctico, para garantizar que enseñamos el uso correcto del SI.
Uno de los experimentos más complejos ha sido la determinación de la constante de Planck mediante la Balanza de Kibble.
El BIPM tiene su propia balanza, ¿está completamente operativa en este momento?
Como usted dice, la balanza de Kibble es un experimento muy complejo y ha sido una parte muy importante de la motivación y el trasfondo para poder lograr la redefinición del SI en noviembre de 2018.
Los resultados de las balanzas de Kibble han sido publicados por tres o cuatro INM de todo el mundo. En el BIPM tenemos una balanza de Kibble, que está en pleno funcionamiento y en la que trabajamos muchos días y semanas con objeto de mejorarla. Actualmente opera con un nivel de incertidumbre de alrededor de una parte en 107, y hemos establecido el objetivo de que, en un par de años, pueda realizar el kilogramo con el nivel práctico que necesitan los INM. Tengo mucha confianza en el progreso de ese experimento. Ahora estamos en el punto de aplicación de los últimos detalles de ajuste en el diseño y el funcionamiento.
Me preocupa la siguiente cuestión: ¿considera que es necesario que los INM dispongan de una balanza de Kibble para mantener su estatus primario?
Bueno, en el nuevo Sistema cada INM puede elegir; es decir, cada INM puede elegir si desea desarrollar o adquirir una balanza de Kibble, si quiere usar el método de Avogadro del cristal de silicio, o si desea continuar obteniendo trazabilidad del BIPM o de uno de los laboratorios que mantienen una realización primaria. Todas estas opciones están ahora abiertas. Es posible que los laboratorios continúen obteniendo su trazabilidad del BIPM, o es posible tomar una de estas nuevas rutas. Esa es una elección que cada Estado puede hacer libremente por su cuenta.
En el futuro, en la denominada “mise en pratique“(realización práctica), ¿cuál será el papel del BIPM?
La realización práctica del kilogramo obliga a facilitar la transferencia de trazabilidad, si me permite aplicar la frase del viejo kilogramo, el Prototipo Internacional, a las nuevas realizaciones primarias. El BIPM estará involucrado en operar una realización primaria mediante nuestra balanza de Kibble, por lo que difundiremos la trazabilidad de esta forma.
Algunas personas piensan que la revisión del SI producirá una brecha metrológica más grande entre países, regiones e institutos nacionales. ¿Cuál es su opinión y, de ser así, cómo puede ayudar el BIPM a mitigar este efecto?
Bueno, no debería resultar así, ya que esta redefinición es un cambio que, si se desea, abre el Sistema de unidades para que los INM en los diferentes Estados, puedan tomar sus propias decisiones sobre cómo desean realizar las unidades SI. Nosotros continuaremos coordinando la aplicación y desarrollo del SI a través de los Comités Consultivos, que son realmente el foro dentro del cual se comparten las mejores prácticas y las oportunidades de obtener trazabilidad entre los INM. Eso continuará, con el buen espíritu de colaboración desarrollado para la obtención de la redefinición del año pasado y, de esta manera, creo que las oportunidades para que los INM compartan las últimas tecnologías, continuarán. También hay oportunidades desarrolladas dentro de las organizaciones regionales de metrología para compartir tecnología, por lo que creo que continuaremos con esos mecanismos para garantizar que no exista preocupación sobre la metrología. Por nuestra parte, en el BIPM, ahora tenemos un programa de desarrollo de capacidades. Este programa de desarrollo de capacidades apoya a los científicos y al resto del personal de los INM con sistemas metrológicos en desarrollo, facilitando la interacción con científicos más experimentados y con nuestro personal, para comprender bien la estructura metrológica, pero también estamos trabajando en áreas específicas, para proporcionar cierta transferencia de conocimiento técnico dentro del contexto del programa. Por lo tanto, estamos haciendo todo lo posible para continuar apoyando el intercambio de información y conocimiento entre los INM.
Otra de nuestras preocupaciones es sobre la segunda generación cuántica. ¿Cree que los institutos que no apuesten por estas tecnologías se quedarán atrás en el nuevo escenario, quedando como laboratorios de tercer nivel, por ejemplo?
De nuevo, esto no debería suceder. Creo que los Laboratorios Nacionales de Metrología deben conocer las necesidades industriales y académicas de sus países. Si los INM continúan trabajando estrechamente, como normalmente hacen, con la industria, y a su vez la industria desarrolla soluciones de metrología cuántica, entonces existe la posibilidad de que se produzca algún intercambio de tecnología que debería permitir a los INM más involucrados en metrología cuántica compartir su uso.
En el futuro, ¿el próximo paso en el desarrollo del SI será la redefinición del segundo, o será quizás la candela?
Bueno, cuando explicamos los beneficios de la metrología, hablamos de que su motivación es generar mediciones estables, pero la metrología es un campo muy dinámico, y aunque hacemos mediciones estables, siempre estamos buscando formas para mejorarlas así como nuevas soluciones para explotar la experiencia en medición. Usted me hace la pregunta de a dónde podríamos ir. Lo que sabemos es que, en la comunidad del tiempo, existe un gran potencial para el uso de relojes ópticos en lugar de nuestros actuales relojes de frecuencia de microondas. Parece que eso podría conducir a una nueva definición del segundo, tal vez en 2026, o en 2030. Todavía hay mucho trabajo por hacer. En relación con la candela, me gustaría comentar que cada vez más, a medida que nos enfrentamos a los desafíos de implementar buenas mediciones en biología, surge la necesidad de comprender mejor las magnitudes relacionadas con la respuesta del cuerpo humano, con la respuesta de los sistemas animales y, tal vez, esa podría ser una forma de estructurar nuestro sistema de magnitudes y unidades para distinguir entre esas magnitudes y unidades que son parte de nuestra comprensión fundamental de la física y la química, y ese otro conjunto más relacionado con la respuesta de los sistemas biológicos. Así que ese es un aspecto a considerar. Otro aspecto es que avanzamos hacia la nanotecnología, y la biología se vuelve mucho más importante para poder identificar, para poder cuantificar la identidad que estamos viendo. Nuestro sistema actual no concede una prioridad particularmente clara a la importancia de la medición de la “identidad” o de contar objetos; así que creo que estas son áreas en las que los INM y los Comités Consultivos seguramente querrán profundizar más en el futuro.
…. en la comunidad del tiempo, existe un gran potencial para el uso de relojes ópticos en lugar de nuestros actuales relojes de frecuencia de microondas. Parece que eso podría conducir a una nueva definición del segundo, tal vez en 2026, o en 2030.
De acuerdo. ¿Podría considerarse modificar el número de unidades básicas o incluso suprimir dicha clasificación actual en unidades básicas y derivadas?
Bueno, no me gustaría recomendar cambiar las unidades básicas o cambiar las unidades derivadas, pero me gustaría indicar que estoy seguro de que el CIPM continuará mostrando a los usuarios lo que hacemos, así como lo que hacen los INM y las regiones y laboratorios más importantes de cada país. También somos responsables de un Sistema de unidades que utilizan muchos miles de millones de ciudadanos en todo el mundo, por lo que, al hacer cambios en lo que es una unidad básica o una unidad derivada creo que tenemos que reflexionar cuidadosamente sobre la idea de lo que estamos tratando de desarrollar para una población mundial muy, muy diversa, sobre comenzar a cambiar algunos de nuestros principios, cuando acabamos de tener una gran oportunidad de explicar lo que estamos haciendo y cómo vamos a avanzar. Necesitamos pensar cuidadosamente si realmente queremos comenzar a cambiar los principios cuando estamos tratando de fijarlos. No sería muy exitosa su ”asimilación” por los ciudadanos de todo el mundo
Finalmente, ¿cómo cree que debería ser el BIPM en el futuro cercano, por ejemplo, en cinco o diez años?
Creo que el trabajo de coordinación que hacemos continuará e incluso se volverá más importante, a medida que las realizaciones primarias se dispersen por todo el mundo. Será muy importante coordinar esas realizaciones primarias. Otro aspecto es el de la promoción de la metrología. Hay muchas organizaciones internacionales en nuestro mundo actual, y muchas de ellas aún no están familiarizadas con el impacto de la ciencia de la medición y la metrología, así que creo que si podemos trabajar con el CIPM para promover la importancia de la metrología en el comercio, en la cultura, quizás en el desarrollo económico en diferentes áreas, esto traerá algunos beneficios a nuestra comunidad global de metrología.
… el trabajo de coordinación que hacemos continuará e incluso se volverá más importante, a medida que las realizaciones primarias se dispersen por todo el mundo
En nombre de los lectores de e-medida queremos desde aquí agradecer muy sinceramente al Profesor Martin Milton su disponibilidad para realizar esta entrevista.
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