Quantum Pascal: Propuestas límite y fundamentación cuántica

Abstract

En el proyecto EMPIR 18SIB04 QuantumPascal se realiza una investigación sobre métodos de medidas primarios de presión. Las realizaciones actuales del Pascal se basan en manómetros de pistón o balanzas de presión y manómetros líquidos conteniendo mercurio, elemento tóxico. Ambos, miden la presión a través de fuerza por área. Este proyecto propone el desarrollo de patrones de presión basados en la determinación de la densidad de un gas utilizando la ley de los gases y la relación de Lorentz-Lorenz para relacionar dicha densidad con la medida del índice de refracción. De esta manera se promete un proceso de medida limitado únicamente por la precisión de los cálculos cuánticos. Para ello este proyecto busca alcanzar una incertidumbre con factor de cobertura k=1 que en el rango de 1 Pa a 1 kPa es de 500 ppm y en el rango de 1 kPa a 100 kPa es de 10 ppm. Para cumplir con dicho objetivo se necesitan superar distintos retos al límite tecnológico, como: alcanzar una deformación mínima y una estabilidad térmica próxima al mK en el dispositivo básico de medida: un refractómetro interferencial de Fabry-Perot

In the EMPIR 18SIB04 QuantumPascal project, research is being carried out on primary pressure measurement methods. Current realizations of Pascal are based on piston manometers or pressure balances and liquid manometers containing mercury, a toxic element. Both measure pressure through force per area. This project proposes the development of pressure standards based on the determination of the density of a gas using the gas law and the Lorentz-Lorenz relation to relate this density with the measurement of the refractive index. This promises a measurement process limited only by the accuracy of the quantum calculations. To this end, this project seeks to achieve an uncertainty with coverage factor k=1 that in the range from 1 Pa to 1 kPa is 500 ppm and in the range from 1 kPa to 100 kPa is 10 ppm. In order to meet this objective, it is necessary to overcome several challenges at the technological limit, such as: to reach a minimum deformation and a thermal stability close to mK in the basic measuring device: a Fabry-Perot interferential refractometer.