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国际千克单位标准将改为量子制

2011-11-08 13:45:00     作者: 常丽君    来源: 科技日报  我要评论

关键词: 普朗克常数 千克 1983年 基本常数 国际计量局
[提要] 大会还表示,在2014年之前“将不会采用这一常数”,此之前还将通过实验评估测量技术的精确性,以确保精确度在亿分之二以内。SI中有7个“基本单位”:千克、米、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉,分别用于测量质量、长度、时间、电流强度、温度、物质的量和发光强度。

  据美国物理学家组织网11月7日(北京时间)报道,由于密封在法国巴黎国际计量局(BIPM)三层玻璃罩内的国际千克原器质量发生不明改变,世界最重要计量标准单位——千克将转变为量子物理制,以解决当前面临的困境。

  国际千克原器由铂铱合金(90%的铂,10%的铱)制成,用于规定全世界的“千克”。自1889年以来,人们曾认为它像恒星一样恒久不变,但到了1992年,它的质量却发生了变化。经与其他“千克”原器相比,国际千克原器变化了大约50微克,相当于一个直径0.4毫米的小沙粒。BIPM质量部主管艾伦·皮卡德说:“确切地说,我们无法确定它的质量是多了还是少了。这一变化可能是由于表面影响,失去了表面原子或结合了污染物。”

  这个变化给物理学家带来了巨大的理论挑战,尤其是对那些需要精确测量的复杂实验而言。因此国际单位(SI)委员会决定淘汰千克原器,在今年10月21日召开的第24届国际计量大会上,同意用一个基于普朗克常数的固定值来代替“千克”。普朗克常数用字母“h”来表示,相当于两个粒子能够交换的最小能量包或称量子。

  大会还表示,在2014年之前“将不会采用这一常数”,此之前还将通过实验评估测量技术的精确性,以确保精确度在亿分之二以内。如果今后用普朗克常数来表示质量,日常生活不会受到任何影响,比如要买500毫克阿司匹林、半公斤胡萝卜或一艘5万吨的游船,千克仍然是千克。然而,这一变化会即刻对专业实验室的高精检测产生重大影响。

  从日常生活到工程设计、科学研究和工商贸易,“千克”是用得最广的度量单位之一。SI中有7个“基本单位”:千克、米、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉,分别用于测量质量、长度、时间、电流强度、温度、物质的量和发光强度。1983年,国际单位“米”被光速基本常数(c)所取代,即光在真空中1/c秒内所经路程的长度,从此国际米原器作为纪念品而保存。“千克”是国际单位制(SI)的基石,也是最后一个由物质材料来定义的单位。(记者常丽君)

陶云江

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