Constante de Planck

La constante de Planck (denotada h) es una constante física fundamental de la mecánica cuántica, igual a 6,62607015 × 10⁻³⁴ joule-segundos exactamente. Aparece en la energía de un fotón (E = hν), el principio de incertidumbre de Heisenberg (Δx · Δp ≥ ℏ/2, donde ℏ = h/2π es la constante de Planck reducida), y la longitud de onda de de Broglie (λ = h/p) que vincula el momento de cualquier partícula con una descripción ondulatoria.

Max Planck introdujo la constante en 1900 para explicar la radiación de cuerpo negro — el espectro de luz emitido por un objeto calentado. La física clásica predecía energía infinita en longitudes de onda cortas (la “catástrofe ultravioleta”); la suposición de Planck de que la energía viene en paquetes discretos E = nhν resolvió la divergencia y sin querer lanzó la mecánica cuántica. Einstein amplió la idea en 1905 para explicar el efecto fotoeléctrico, por lo que recibió el Premio Nobel de 1921.

Desde mayo de 2019, la constante de Planck define el kilogramo en el sistema SI. La redefinición del SI de 2019 trasladó varias unidades base (kilogramo, amperio, kelvin, mol) de la dependencia de artefactos físicos a la dependencia de constantes fundamentales. Antes de 2019, el kilogramo estaba definido por un cilindro de platino-iridio almacenado en una bóveda a las afueras de París (el Prototipo Internacional del Kilogramo, IPK); después de 2019, se define mediante la constante de Planck y un aparato realizable en laboratorio llamado balanza de Kibble (antes “balanza de vatios”), que iguala la potencia mecánica y eléctrica para determinar la masa a partir de h.

El efecto práctico para las mediciones cotidianas: ninguno. La nueva definición fue elegida para que 1 kg bajo el nuevo SI sea igual a 1 kg bajo el antiguo SI dentro de la precisión de medición. Tu balanza de cocina y la masa en el lado de un saco de harina no han cambiado. Lo que sí cambió es la cadena de trazabilidad: los institutos nacionales de metrología (NIST en EE. UU., NPL en el Reino Unido, PTB en Alemania) ahora pueden realizar el kilogramo de forma independiente desde primeros principios, en lugar de calibrar con una copia del cilindro de París. Fuente: BIPM — Unidades base del SI, actualizado a 2026-05.

Ejemplo práctico: energía de un fotón

Un fotón verde a λ = 550 nm tiene frecuencia ν = c/λ = (3,00 × 10⁸) / (5,50 × 10⁻⁷) = 5,45 × 10¹⁴ Hz. Su energía es E = hν = (6,626 × 10⁻³⁴) × (5,45 × 10¹⁴) = 3,61 × 10⁻¹⁹ J, o aproximadamente 2,25 eV. Un láser verde de 1 vatio emite por tanto aproximadamente 1 / 3,61 × 10⁻¹⁹ ≈ 2,8 × 10¹⁸ fotones por segundo. Dado que h es tan pequeño, las energías individuales de los fotones son minúsculas en julios pero enormes como fracción de un enlace químico — razón por la que la luz visible puede impulsar la fotosíntesis y la luz UV puede dañar el ADN, pero las ondas de radio no pueden.

Por qué importa la redefinición

Vincular el kilogramo a h eliminó un único punto de fallo. El cilindro de París había derivado decenas de microgramos respecto a sus copias hermanas durante un siglo — un problema cuando la dosificación farmacéutica, la metrología de semiconductores y los estándares de fuerza dependen todos de ese único artefacto. Con h fijado, cualquier laboratorio suficientemente equipado puede realizar el kilogramo a partir de cantidades eléctricas medibles con precisión de partes en 10⁸. El mismo principio ahora ancla el amperio (a la carga elemental e) y el kelvin (a la constante de Boltzmann k). Ver también kilogramo y la visión general de la redefinición del SI del NIST.