国际千克原器
三、SI修订后会有哪些变与不变?
2019年5月20日,SI的新定义将正式生效。此后,将有哪些变化呢?
国际千克原器——退出历史舞台,它将不再出现于任何物理公式中。这件为世界科技服役近130年的实物原器将继续以原有状态保存在法国塞夫勒的布勒特伊宫地下保险箱内,为新定义相关研究和国际比对发挥“余热”。
4个基本单位重新定义——千克 用普朗克常数(h)定义;安培 用电子电荷(e)定义;开尔文 用玻尔兹曼常数(k)定义;摩尔 用阿伏伽德罗常数(NA)定义。
SI的其他3个单位——秒(s)、米(m)和坎德拉(cd)的定义将保持不变,但是定义的表达方式会有一定改变,以与千克(kg)、安培(A)、开尔文(K)和摩尔(mol)的新定义的表达方式保持一致。
其它22个具有特殊名称和符号的导出单位——在修订后的SI中,它们将保持不变。
SI修订对实践的影响——从表面上看,看似没有太大变化。这好比你给房子换了一个更坚固的地基,从表面上是不可能看到任何变化的,但它可能已经发生了实质性的变化,房子更加耐用了。这些变化是为了保证SI单位制将经受住时间的考验,不管未来技术如何发展,其定义将始终保持不变。
四、中国对SI修订的贡献
中国计量科学研究院院长方向在大会上作报告
2005年,国际计量委员会起草了关于采用基本物理常数重新定义部分SI基本单位的框架草案,建议采用普朗克常数定义千克等,并鼓励有能力的国家级实验室开展相关研究工作。
中国计量科学研究院作为我国的国家计量院,始终紧跟国际计量科学前沿,并在SI基本单位复现新理论、新方法等方面持续开展研究。截至目前,该院已在玻尔兹曼常数、普朗克常数和阿佛加德罗常数等物理常数测量以及量子基准的建立方面取得了系列突破。特别是该院利用声学法和噪声法两种方法测得的玻尔兹曼常数,为SI温度基本单位开尔文的修订做出了重要贡献。
在全球科学家们的努力下,用于SI新定义的常数被精心设计在“刚刚好”的数值上,因此,在新定义生效前后,单位的大小不会发生显著变化——1千克还将是原来的1千克——测量结果在很高的准确度水平上仍然是一致的。
另据国际计量局官方声明显示,国际计量局将在千克重新定以后继续开展关于千克复现基准方法的国际比对,并得出千克的国际“共识值”。建有相关复现装置的国家计量院必须在“共识值”的基础上依据新定义进行量值传递,直到其独立复现的不确定度达到与“共识值”相当的水平。而其它不能独立复现千克的成员国,则可以通过国际计量局的校准服务实现质量量值对SI的溯源。
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,并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。
中国计量科学研究院能量天平(局部)
国际单位制发展史上的大事件