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大多数人都知道每磅重一磅--16盎司。在我们这世界中,我们可能知道一公斤重2.2磅 - 或1000克。但我们做到了 真 知道这些数字的意思吗?就计量单位达成一致意见要比看起来要复杂得多,人类对世界各地权重的认同方式即将彻底改变。
一个多世纪以来,千克的世界标准一直是公斤的国际原型,这是一种由铂和铱制成的圆柱体,储存在法国国际测量局(国际度量衡局)。 BIPM是一个国际组织,通过建立我们都能达成一致的测量标准,帮助实现国际科学和贸易的标准化。这就是为什么BIPM具有IPK:没有这个沉重的小气缸,世界将没有标准公斤来确定千克重量。 IPK的副本(有时被亲切地称为“Le Grand K”)已经在世界各地分发,因此成员国可以保持标准,并且每隔40年测量IPK以确保它仍然是一公斤。然而,最近的测量结果表明,这些大K的质量正在发生分歧,这可能会给贸易,科学以及像火箭这样的敏感领域带来混乱,其中计算必须精确。
这个系统可能听起来古怪而古老,但是这个世界多年来一直使用这个参考重量的理由很充分:很难弄清楚一公斤是什么。这就是原因。
虽然我们可能认为不同的计量单位是他们自己的自然法则,彼此参照定义 - 例如,一天是24小时,一小时是60分钟,一分钟是60秒 - 事实是单位历史上,测量是根据世界上某些具体现象来定义的。在计量学,测量研究中,这些具体现象被称为人工制品。
正如航空航天工程师Max Fagin周四在推文中概述的那样,多年来科学家们已经走过了很长的路要走,想方设法如何超越文物,这样他们就可以测量东西,而不必把它放在其他东西旁边。例如,第二个曾经被测量为地球绕太阳运行所需时间的1 / 31556925.9747。现在它被定义为铯-133原子中的电子振荡9,192,631,770倍所需的时间。这可能听起来不必要的具体和坦率的奇怪,但通过根据原子的行为定义一个度量单位,科学家们可以相当肯定地说,无论你在宇宙中的哪一个,第二个是第二个 - 并且没有无论你是否有秒表。
简而言之,科学家已经将测量的标准参考点从人造物体转移到通用常数上。除了公斤以外的所有。
11月就在这里,这意味着即将到来。而且,通过“大规模”,我当然指的是重新定义世界已经建立了100多年的千克质量单位。让我解释一下:pic.twitter.com/FnOmq4dFTF
- Max Fagin(@MaxFagin)2018年11月1日
第二个,如公斤,米和其他四个单位,组成Systéme国际单位。这些是所有其他测量基础上最基本的测量单位。如今,大多数SI单位可以在没有某种伪影的情况下确定,但测量一公斤要困难得多,因为它需要复杂的计算,这些计算因重力而变得更加复杂。毕竟,虽然我们经常认为质量和重量是相同的,但它们并非如此。质量,以千克为单位,是物体中的物质量。但这就是科学家计划将IPK淘汰的方式。
4 /这座塔的底部是SI基地单元。只有7个SI基本单元定义了现有的每个其他单元。他们是:
千克,千克(质量)
米,米(距离)
二,s(时间)
Kelvin,K(临时)
安培,A(电流)
坎德拉,cd(发光强度)
摩尔,摩尔(数量)pic.twitter.com/Qe2jS13kEn
- Max Fagin(@MaxFagin)2018年11月1日
这就是Kibble Balance拯救我们的地方。该设备由多个实验室开发。美国国家标准与技术研究所和英国国家物理实验室都在研究这种装置,希望用普朗克常数重新定义千克,这是我们理解量子力学的核心。简而言之,该装置不通过测量重量来确定质量,而是通过测量两个板之间的电磁力来确定质量。哦,这一切都是在真空中完成的。
简单地说,粗磨平衡应该能够在电功率方面测量物体的质量 - 例如IPK。要了解所有数学,请查看下面的视频。但是,对于那些没有进入物理学本质的人来说,足以说Kibble Balance应该帮助科学家重新定义千克。
“做这项工作的一个关键原因是提供国际安全,”国家物理实验室工程测量部门负责人伊恩罗宾逊告诉卢森堡新闻媒体 德拉诺 。 “如果存放IPK的Pavillon de Breteuil” - 明天就会被烧毁,其保险库中的公斤会融化,我们将无法参考世界的公制重量系统。会有混乱。毕竟,千克的当前定义是巴黎的重量。“
这对国际科学来说还不够好。