放置在法國巴黎的國際千克原器近期備受關注,因為(wéi)各(gè)方盛傳這(zhè)個有著126歲(suì)高齡的鉑銥合金圓(yuán)柱體將結束曆史使命,質量(liàng)的單位“千克”將重新被定義。
記者從4日召開的“展望2025?國際計量(liàng)發展重大(dà)挑戰”國際研討(tǎo)會上獲得準確(què)消息,“千克”的定義確定將於2018年以新麵孔和我們(men)見麵。“不過和它一起被定義的還有熱力學溫(wēn)度單位開爾文、電流單位安培和物質的量單位摩爾(ěr),而發光強度單(dān)位坎德拉的定義則會被重新描述。”中國計量科學研究院科技管理(國際合作)部(bù)主任高蔚說。
這5個單位和時間單位秒、長度單位米是全世界統一的計量單(dān)位(wèi),國際計量組織對他們(men)的定義(yì)最早形成(chéng)於19世紀,都和實物有(yǒu)關係。比如說,一千克的定義,就是上麵說的那個身(shēn)高39毫米的金屬圓柱。我們測定任何物體的質量(liàng)都要追溯到它這兒(ér)來。 但是,隨著時間的推移和科技(jì)的進(jìn)步,科學(xué)家愈加(jiā)發(fā)現,這種和實物相聯係(xì)的定義(yì)已經不能滿足高精尖科技的需(xū)求了,因(yīn)為實物不能亙古不變。科學界那些整天和度量衡打(dǎ)交道的研究人員,一(yī)直在為這7個基本單位的定義而忙碌。
20世紀80年代開始,量子力學的發展催生(shēng)了國(guó)際單位製的重大變革(gé),國際計量界決(jué)定重新定義這7個國際基本單位。將它們和宇宙中(zhōng)恒定不變的量或基本物理常數聯(lián)係起來,以量子物理為基礎的自然基準取代實物基準,這樣(yàng)就不會受到空間和(hé)時間改變的影響,而測量準確度等技術(shù)指標也會大幅度提高。
率先(xiān)完成量子化變革的是時間單位秒,曾一度(dù)被(bèi)定(dìng)義(yì)為一個太陽日的1/86400,不過(guò)現在,一秒是銫-133原子基態的兩個超(chāo)精細能級之間躍遷(qiān)相(xiàng)對應輻射的9192631770個周期所持續(xù)的時間。時間(jiān)定義的改變也催生了(le)長度單位米的重新定義??光在真空中1/299792458秒(接近三(sān)億分之一秒(miǎo))所走過的(de)距離,這比之前的國際米原(yuán)器精確度提(tí)高了幾千倍。
平凡如你我或許會說(shuō),這麽高大上的改變似乎和生活也沒啥關係。不過秒的重新(xīn)定義實現(xiàn)了衛星導航定位,成就了數(shù)萬億(yì)美元的衛星導航定(dìng)位產品與服務市場。而精準測(cè)量則支撐了納米技術和石墨烯的應用、提升了先(xiān)進製造中航(háng)空發動機的精度、推動了精準醫療產業的發展、決定了(le)核潛艇偵測和隱(yǐn)身技(jì)術的競爭成敗等。
距離2018年還有兩年多(duō)的(de)時間,屆時,科學界將如何定義“一千克”,我們拭目以待!
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