安培千克開爾文和摩爾四個基礎單位將被重新定義

　　2017-11-28 16:13:48　來源: Nature自然科研

　　計量學家即將改變科學家測量宇宙的方法。

　　科學單位的新定義馬上就要來了。這是1960年國際單位制（SI）出現以來最大的一次更新。委員會將基於物理常數——而非抽象標準或任意選定的衡器——重新定義四個基礎單位：安培、千克、開爾文和摩爾。國際度量衡局在10月16-20日巴黎附近召開的會議上審核這項計劃。會議的推薦方案將於2018年11月提交給負責監管SI的國際度量衡大會。若獲得批准，新標準將於2019年5月實施。

　　

　　球形的純硅可以用來定義單位「摩爾」。（Natl. Phys. Lab., UK） ?本文圖片均來自「?Nature自然科研」微信公眾號

　　千克目前的定義是某塊現存於巴黎金庫中的金屬的質量。電流單位安培則是根據一場假想實驗中兩根無限長導線之間的作用力定義的。摩爾目前的定義是基本微粒個數與0.012千克碳12中原子數量一致的系統中物質的量。開爾文的定義則基於水的三相點，即水、冰、蒸汽達到熱力學平衡共存時的溫度和壓強。未來，這四個單位會以物理常數為基礎重新計算。例如，安培會以電子電荷為基礎。

　　重定義並不會影響到日常測量。但是對需要最高測量精度的那些科研工作者來說，重定義后的方案允許他們以多種方式，在任何時間，任何地點，以任何規模進行測量而不會損失任何精度。

　　

　　目前的問題

　　對於日常規模的測量而言，目前的國際單位制定義已經足夠了。但是對現代科學中的極端場景來說，SI這套工具就很糟糕。計量學家們還認為，基於特定的點或材料來定義單位既不簡潔又可能會造成麻煩。

　　

　　

　　測量技術

　　在更新后的國際單位制下，研究者們可以使用多種實驗手段將物理常數和所測量的單位聯繫起來。

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　原文以New definitions of scientific units are on the horizon為標題