科学家们告别了千克的物理定义

在休息时间和量子物理演讲之间,科学家们今天投票决定重新定义千克,千克是支撑世界重量体系的单位。100多年来,千克的价值不是以实物为基础的,而是用自然常数来定义的。...

在休息时间和量子物理演讲之间,科学家们今天投票决定重新定义千克,千克是支撑世界重量体系的单位。100多年来,千克的价值不是以实物为基础的,而是用自然常数来定义的。

很容易,它的重量不会改变。

投票已经进行了几个世纪,科学家们将其描述为自法国大革命以来最大的测量革命。现在,他们说,公制将实现那个时期确立的计量指导思想:为所有的时间和所有的人创造“倾注时间,倾注时间”的计量单位。

物理工件的使用一直是实现这一目标的绊脚石。129年来,千克一直被定义为国际原型机千克(IPK)的重量,这是一块储存在巴黎金库中的铂铱。IPK重量的微小变化(有人猜测是污染造成的)已经成为公制声誉的污点,并威胁到依赖精确测量的科学实验。

阅读更多:千克是如何死亡的,为什么死亡

随着今天的投票,这些问题已经成为过去。现在,千克的定义是基于普朗克常数(h)的计算,h可以被认为是可能的最小能量。除了千克,还有另外三个单位也被重新定义:安培、开尔文和摩尔,所有这些单位现在都正式与自然常数联系在一起。

诺贝尔奖获得者比尔·菲利普斯(Bill Philips)的工作支持了新的定义,他告诉与会代表,随着这一变化,“你现在可以把国际单位制放在钱包里了。”(尽管你需要一些严肃的实验室设备才能将这些定义变成实际的单位。)

此次投票由国际度量衡局(BIPM)举行,该机构在其位于法国凡尔赛的总部附近维持公制。对科学家来说,参加这个活动是一种庆祝,但也有点悲伤。

美国国家标准与技术研究所(NIST)的物理学家斯蒂芬·施拉姆明(Stephan Schlamminger)对《边缘》杂志说:“我确实对埋葬这一公斤感到很激动。”虽然我知道这个新系统会更好,但在某种程度上我对它感到怀旧和悲伤。”

另一位诺贝尔奖获得者克劳斯·冯·克里津(Klaus von Klitzing)的工作在重新定义中起到了关键作用,他也表达了这些观点。”今天,我们同时举行葬礼和婚礼,”他在国会宫对代表们说。但他说,新系统的好处远远超过了保留旧系统的任何便利。在计量学中,停滞不是一个选项,因为新的测量类型扩展了我们对世界的观察和了解。

“如果你在做高精度的测量,你就会发现新的领域,”冯·克利茨在笑着补充道,“因此,诺贝尔奖获得者和计量学之间有着密切的联系。”

这次投票既是一次外交事件,也是一次科学事件,鉴于1875年创建了国际计量局的《计量条约》是最古老的国际协议之一,这一点是恰当的。现在,公制单位是地球上每个国家的官方单位,除了利比里亚、缅甸和美国(甚至美国的本质也是公制的:它有自己的单位,但这些单位是用公制来定义的。)

来自约60个国家的代表参加了投票,每个国家都负责本国单位的标准化工作。向那些证实了其中一些实际问题的人提供了一份问答表,其中包括这样的问题:“我会按照修订后的SI以与现在相同的方式校准我的质量标准吗?”(答案:是的,使用称为Kibble天平的装置创建参考千克。)

NIST前主管威利·梅(Willie May)表示,达到这一点非常艰难,需要多年的国际辩论。”任何时候,你必须让很多人在任何事情上达成一致,这将是一个漫长、乏味和微妙的过程,”梅说。但他说,回报是非常值得的。”这是必须要做的事情。”

没有统一单位的共享体系,贸易就很困难,科学研究几乎不可能。这种重新定义维持了未来的商品和信息交换,并将支持需要精确测量的新技术的发展,如为量子计算机或根据个人基因组定制的医学**微芯片。即使在这次会议上,代表们也在讨论新的领域,包括更好地测量药物和药物的生物反应。

投票时间到了,来自每个国家的代表都站在礼堂里做出回应。最后,大家一致同意。

BIPM主任马丁·米尔顿(Martin Milton)表示,他对结果感到满意。”米尔顿告诉《边缘》杂志说:“我觉得这些计划已经奏效了。”我们是国际计量组织,我们的工作是协调国际努力。对我来说,成功就是我们的会员国认为这是成功。”

对于计量学家来说,重新定义也提供了一种以前未知的体验:成为聚光灯下的一个点。”“这是计量学家不习惯的,”梅说我们在极客的穷乡僻壤中工作,现在全世界都来看看我们取得了什么成就。。。老实说,我无法用语言来形容今天的感觉。”

但这就是计量学的本质。这是一个能够实现这么多功能的规程,但是,如果工作做得正确,它几乎完全不会被注意到。正如对千克的重新定义一样,其目的并不是改变任何东西,而是简单地把它建立在更坚实的基础上——这些基础有望在未来很长一段时间内支持文明。

詹姆斯·文森特/边缘摄影

  • 发表于 2021-08-26 15:39
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