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在巴黎,在一个需要三把钥匙才能解锁它的金库门后面,是世界上最珍贵的铂铱块。对于不经意的观察者来说,很难给这个块分配一个货币价值,但对于一群科学家来说,这是一个实际上无价的金属堆,它可以为黄金带来价值。
毕竟,这个块作为公斤的标准做了非常重要的工作。但是,一个国际研究小组正在努力重新定义千克,并使这个珍贵的项目过时。
“千克神器实际上是一件非常棒的事情,”加拿大国家研究委员会首席计量学家艾伦斯蒂尔说。 “但这不是根本性的,它不是基本的 - 它只是一件事,如果事情发生了,我们就会遇到麻烦。”
斯蒂尔是一个正在努力重新定义千克的团队的一部分。它的重量不会改变 - 那个吸盘仍然大约2.2磅 - 但斯蒂尔和他的同事们认为现在是进行大规模更新的时候了,这是基于“基本常数” - 一种固有的通用属性,类似于像光速的东西 - 相反。
在你认为公斤十字军是一群边缘疯狂科学家的作品之前,它并非如此。 Steele说,更新需要“科学考察”,因为根据基本常数定义单位需要在多个国家以两种不同的方法进行三次实验。在两个系统中的所有三个实验中达成共识是非常困难的。 “这些只是非常漂亮的实验,有很好的,易于解释的概念,”他说,“但是男人,是细节中的魔鬼。”
弄清楚如何测量千克需要定义基本常数 - 在物理学家中称为“普朗克常数” - 在十亿分之50的不确定性范围内。用英语讲?这很漂亮,漂亮,非常精确。一些化学实验室通过计算一公斤硅球中的原子数来测量这一点。但其他人正在使用物理方法,使用称为Kibble平衡的设备,它使用能量和电子常数来执行测量。诀窍在于定义普朗克常数的化学和物理方法必须匹配 - 并且使系统等效从未发生过。
重新定义我们的计量单位是“在我们的一生中可能发生过一次的事件”,国家标准与技术研究所的物理学家Stephan Schlamminger说。他的团队已经测量了普朗克常数,误差为十亿分之34(在科学中,误差越小越好,因此与行业公认的十亿分之五十分之一相比,十亿分之34肯定是一个好兆头。 )。到目前为止,这个数字已达成国际共识,Schlamminger希望在2017年7月1日之前接近完美,错误为十亿分之二十,届时国际度量衡局将收集所有测量结果。国际平均水平。一旦发生这一切,最终的数字将在2018年11月进行辩论和投票。
“对于最终用户来说,过渡将是无缝的;你不会知道这种差异,“Schlamminger谈到这种变化。但是对于科学界来说,重新定义这些单位将是非常宝贵的,将巴黎的这个块变成对宇宙基本测量的新理解的象征 - 而这是大多数块状物所没有的吹牛。