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计量 | 质量基本单位“千克”将重新定义

日期: 2017-07-04
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发布日期: 2017-07-04
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美国标准技术局(NIST)官网6月30日发布消息称,该院研究人员斯蒂芬·史兰明格团队公布了其测得的普朗克常数迄今为止最精确数值,并赶在国际度量衡委员会(CIPM)规定的最后期限——7月1日之前,向《度量学》期刊提交了这一重要结果。CIPM计划在2018年11月召开大会,对质量单位“千克”进行重新定义,改用普朗克常数测量值为基准。

 


计量 | 质量基本单位“千克”将重新定义


在国际单位制的7个基本单位中,只有质量单位“千克”用实际物体定义,其他单位都是以自然常数定义。定义“千克”的实物,是一块用90%铂和10%铱打造的标准砝码,即存放在法国国际标准局保险箱内的国际千克原器(IPK)。但这种实物基准容易受环境影响,法国的IPK过去100多年来增重了50微克,导致与质量有关的测量出现偏差,已经不能满足现代高精尖科技发展的需求。


国际度量衡委员会因此决定,将在2018年改用普朗克常数为基准,重新定义质量单位,从而将所有基本单位都改用自然界基本常数来定义。按规定,在今年7月1日之前,必须有4家机构向国际科技数据委员会(CODATA)提交普朗克常数测量值,且其中一种的测量精确度要达到2×10-8,另三种的测量精确度要达到5×10-8。


而这次,美国技术标准局利用瓦特天平测量仪,将普朗克常数的测量精度从去年的3.4×10-8 提高到1.3×10-8,来自加拿大国家研究院的另一个瓦特天平的测量结果以及另两个以其他方法进行测量的结果,精确度都符合国际度量衡委员会的要求。


关于美国技术标准局的测量背后有一个很有意思的故事。在2013年开始测量前的一次午餐中,史兰明格和团队成员分别在餐巾纸上写下自己预测的普朗克常数测量值,4年来这张餐巾纸一直藏在瓦特天平下。这次结果出来后,他们对比发现,当时在此做访问学者的清华大学博士后李世松的预测结果最为接近本次测量值。


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