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国际计量标准标志着重新定义公斤等单位的新时

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资料来源:中国科学就像一位年长的君主,大K即将向现代化低头。
130年来,这个闪闪发光的铂铱圆柱体一直是世界质量标准.已知的1公斤质量单位由一个直径和高度约39毫米的铂铱合金圆柱体定义,称为国际公斤底漆,绰号“大K”。大型K储存在巴黎西郊的地下储藏室中。
法国塞维利亚的国际度量衡局(BIPM)每隔40年左右就拿出大量的K,并在世界各地校准它的重量。但由于空气污染和氧化等因素的影响,其质量难以满足现代精密测量的要求。因此,科学界一直希望用一个基于物理常数的定义来取代它。
11月16日,第26届国际计量会议(CGPM)通过了修订国际单位制度的决议。
根据分辨率,国际单位系统中的四公斤基本单位,即安培、开尔文和摩尔,分别由普朗克常数、基本电荷常数、玻尔兹曼常数、阿维加罗常数改变。
该决议将于下一个国际计量日(2019年5月20日)生效,虽然这些单位的大小不会改变,但1公斤将与原来相同,但经修订的四个单位将与秒、米和肯德拉协同工作,以提高国际单位系统的整体稳定性和实用性。这是国际体系自1960年建立以来最重大的变化。国际单位制度的修订是科学进步的一个里程碑。
BIPM主任马丁·米尔顿(Martin Milton)说,以基本常数作为理解和定义自然、质量、时间等基本概念的基础,意味着我们正在加深我们的科学理解。促进技术进步和应对社会许多重大挑战的基础已变得更加牢固。自启蒙运动以来,国际测量界一直致力于建立一个通用的测量体系。使用物理对象作为基准是可行的,但这也是度量界希望尽快放弃它的方式。值得注意的是,这种修改覆盖了用于定义单元的最后一个物理工件K的命运。
Kg最受关注的定义将以量子力学中的Planck常数为基础,它基于将一公斤物体移动所需的机械力转换为可用Planck常数表示的电磁力的原理。
因此,从2019年国际计量日开始,大K号将继续保持在法国塞维利亚大道宫地下保险箱的原状,发挥余热,为相关研究和国际比较提供新的定义。但它将不再出现在任何物理公式中。
研究质量新定义的中国计量研究所研究员李正坤表示,“大K”及其复制品是由19世纪末至20世纪初工业可用的最佳材料和工艺制成的。同时,测量基准的准确性和稳定性也是令人满意的。
但是一旦建立了一个物理基准,总会有一些不容易控制的物理和化学过程,这些过程会慢慢地改变它的性质,这样它所保持的数量就会改变。根据BIPM的官方数据,它在100年的时间里发生了变化。国家质量标准、BIPM正式证明基准与K值的一致性变化约为0。05毫克但是大K的质量发生了多大的变化仍然是个谜。用基本物理常数普朗克常数重新定义公斤后,基本质量单位更稳定,传质更可靠。