Unidades Stoney - Stoney units
En física, las unidades Stoney forman un sistema de unidades que lleva el nombre del físico irlandés George Johnstone Stoney , quien las propuso por primera vez en 1881. Son el primer ejemplo histórico de unidades naturales , es decir, unidades de medida diseñadas para que ciertas constantes físicas fundamentales sirvan de base. unidades .
Unidades
| Cantidad | Expresión | Valor en Unidades SI |
|---|---|---|
| Longitud (L) | 1.3807 × 10 −36 m | |
| Masa (M) | 1.8592 × 10 −9 kg | |
| Tiempo (t) | 4.6054 × 10 −45 s | |
| Carga eléctrica (Q) | 1,6022 × 10 −19 C |
El conjunto de constantes que Stoney usó como unidades base es el siguiente:
- c , la velocidad de la luz en el vacío,
- G , la constante gravitacional ,
- k e = 1 / (4 πε 0 ), la constante de Coulomb ,
- e , la carga elemental .
Esto significa que, en términos de unidades Stoney, los valores numéricos de todas estas constantes son iguales a uno:
El conjunto de unidades básicas de Stoney es similar al utilizado en las unidades de Planck , propuesto de forma independiente por Planck treinta años después, pero Planck normalizó la constante de Planck en lugar de la carga elemental. (En el uso moderno, se entiende que las unidades de Planck normalizan la constante de Planck reducida en lugar de la constante de Planck). En unidades de Stoney, el valor numérico de la constante de Planck reducida es
donde α es la constante de estructura fina . Las unidades de Planck se utilizan con más frecuencia que las unidades Stoney en la física moderna, especialmente la gravedad cuántica (incluida la teoría de cuerdas ). En raras ocasiones, las unidades de Planck se denominan unidades de Planck-Stoney.
Historia
George Stoney fue uno de los primeros científicos en comprender que la carga eléctrica estaba cuantificada; de esta cuantificación y otras tres constantes que percibió como universales (una velocidad del electromagnetismo y los coeficientes en las ecuaciones de fuerza electrostática y gravitacional) derivó las unidades que ahora llevan su nombre. James G. O'Hara señaló en 1974 que estimación derivada de Stoney de la unidad de carga , 10 -20 amperios-segundos, fue 1 / 16 del valor moderno de la carga del electrón. La razón es que Stoney usó el valor aproximado de 10 18 para el número de moléculas presentadas en un milímetro cúbico de gas a temperatura y presión estándar . Usando los valores modernos para la constante de Avogadro 6.022 14 × 10 23 mol −1 y para el volumen de una molécula gramo (en stp ) de22,4146 × 10 6 mm 3 , el valor moderno es2,687 × 10 16 , en lugar de los 10 18 de Stoney .
Unidades Stoney y unidades Planck
La longitud de Stoney y la energía de Stoney, denominadas colectivamente escala de Stoney , no están lejos de la longitud de Planck y la energía de Planck, la escala de Planck . La escala de Stoney y la escala de Planck son las escalas de longitud y energía en las que los procesos cuánticos y la gravedad ocurren juntos. A estas escalas, se requiere por tanto una teoría unificada de la física. El único intento notable de construir tal teoría a partir de la escala de Stoney fue el de H. Weyl , quien asoció una unidad gravitacional de carga con la longitud de Stoney y que parece haber inspirado la fascinación de Dirac por la hipótesis de los grandes números . Desde entonces, la escala de Stoney se ha descuidado en gran medida en el desarrollo de la física moderna, aunque todavía se discute ocasionalmente.