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一千克究竟有多重?4个国际基本单位将被重新定义

2015-11-13 10:28:23 中国质量新闻网

   从中国计量科学研究院官网获悉,放置在法国巴黎的国际千克原器近期备受关注,因为各方盛传这个有着126岁高龄的铂铱合金圆柱体将结束历史使命,质量的单位“千克”将重新被定义。

   记者从4日召开的“展望2025—国际计量发展重大挑战”国际研讨会上获得准确消息,“千克”的定义确定将于2018年以新面孔和我们见面。“不过和它一起被定义的还有热力学温度单位开尔文、电流单位安培和物质的量单位摩尔,而发光强度单位坎德拉的定义则会被重新描述。”中国计量科学研究院科技管理(国际合作)部主任高蔚说。

   这5个单位和时间单位秒、长度单位米是全世界统一的计量单位,国际计量组织对他们的定义最早形成于19世纪,都和实物有关系。比如说,一千克的定义,就是上面说的那个身高39毫米的金属圆柱。我们测定任何物体的质量都要追溯到它这儿来。但是,随着时间的推移和科技的进步,科学家愈加发现,这种和实物相联系的定义已经不能满足高精尖科技的需求了,因为实物不能亘古不变。科学界那些整天和度量衡打交道的研究人员,一直在为这7个基本单位的定义而忙碌。

   20世纪80年代开始,量子力学的发展催生了国际单位制的重大变革,国际计量界决定重新定义这7个国际基本单位。将它们和宇宙中恒定不变的量或基本物理常数联系起来,以量子物理为基础的自然基准取代实物基准,这样就不会受到空间和时间改变的影响,而测量准确度等技术指标也会大幅度提高。

   率先完成量子化变革的是时间单位秒,曾一度被定义为一个太阳日的1/86400,不过现在,一秒是铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁相对应辐射的9192631770个周期所持续的时间。时间定义的改变也催生了长度单位米的重新定义——光在真空中1/299792458秒(接近三亿分之一秒)所走过的距离,这比之前的国际米原器精确度提高了几千倍。

   平凡如你我或许会说,这么高大上的改变似乎和生活也没啥关系。不过秒的重新定义实现了卫星导航定位,成就了数万亿美元的卫星导航定位产品与服务市场。而精准测量则支撑了纳米技术和石墨烯的应用、提升了先进制造中航空发动机的精度、推动了精准医疗产业的发展、决定了核潜艇侦测和隐身技术的竞争成败等。

    距离2018年还有两年多的时间,届时,科学界将如何定义“一千克”,我们拭目以待!

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