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重量单位竟然还能变化!-“千克”被重新定义

常用的质量单位“千克”,与我们生活息息相关,是人们再熟悉不过的了。但如今,“千克”这一单位要被重新定义了。

为什么要重新定义“千克”?

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根据现行定义,1千克等于国际计量局保存的国际千克原器(IPK)的质量。国际千克原器是一块高尔夫球大小的铂铱合金圆柱体,别名“大K”。但国际计量局数据显示,“大K” 服役近130年之后,其质量与各国保存的质量基准、国际计量局官方作证基准出现了约50微克的偏差。

鉴于实物本身的不稳定性,国际计量界一直致力于建立一个不依赖于实物原器的测量体系。20世纪以来,科学家测量了许多自然界基本常数,如光速和普朗克常数,准确度有极大的提高。他们发现这些常数比实物更加稳定,不会轻易发生变化,至少比实物稳定一百万倍。

在2018年11月16日举行的第二十六届国际计量大会上,经包括我国在内的53个成员国集体表决,全票通过了关于“修订国际单位制(SI)”的决议。未来,千克将以符号为h的普朗克常数定义,质量基本单位将会更加稳定,量值传递更加可靠。不用再担心国际千克原器“大K”的质量发生变化,更不必担心它如果丢失、损坏,可能给全球质量量值统一带来灾难。

未来,新的计量单位的复现将不再依赖“大K”。在新定义下,它取决于实验方法。就我国来说,目前中国计量科学研究院已独立建立了基于新定义的千克复现装置,预计将于2019年获得等效的千克定义量值。并且,中国计量科学研究院还成功研制了真空质量测量和质量标准传递装置,可以保障未来我国质量量值与国际等效一致。

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以普朗克常数重新定义的千克有什么意义呢?

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“千克”国际单位的重新定义,达到了全范围准确性,为科学发现和技术创新提供了新的机遇,能催生新的测量原理、测量方法和测量仪器,譬如,集多参量、高精度为一体的芯片级综合测量,不受环境干扰、无需校准的实时测量,众多物理量、化学量和生物量的极限测量等将成为可能,测量仪器仪表形态也将全面创新。

那么,千克的“变化”是否会对我们的日常生活,如买菜、称体重等产生影响呢?答案是不会。因为千克虽重新定义,但仍以现有千克量值为标准,两者可实现无缝连接,两种定义下的质量单位量值能保证连续性。

科技的发展使我们了解的世界更加广阔,同时,我们的认知也在不断发展,促进着社会进步。

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