科學界決定了,1千克以後這麼算!

2021-02-25 這裡是美國

「1千克」到底有多重?

一個多世紀以來,這個國際標準質量單位都是由一塊高爾夫球大小的鉑銥合金圓柱體「大K」定義。但經不住歲月的侵蝕,這件原器已經難以適應現代的精密測量要求,重量早已不再是「1千克」了。

於是,它是時候該「退休」了。據美聯社11月13日消息,11月16日,四年一度的第26屆國際計量大會將在巴黎凡爾賽宮舉行,屆時,數百名科學家將以精確穩定的物理常數重新定義「千克」。


130年來,「大K」一直被藏在巴黎地下。來源:美聯社

報導稱,自1889年第一屆國際計量大會來,一個圓柱體便成為了國際單位「千克」的基準,名為「國際千克原器」(International Prototype of the Kilogram,簡稱IPK),外號「大K」(Grand K)。

不過,這個「大K」卻並不大,只有高爾夫球大小,是一塊直徑和高度同為39毫米、由90%鉑和10%銥製成的合金。

被取出罩子的「大K」

英國物理學會主辦的新聞網站「物理世界「補充,它的真身一直被保存在巴黎近郊「布勒特伊宮」的地下儲藏室裡,以三層鐘形玻璃罩真空密封。打開儲藏室需要三把不同的鑰匙,由三名不同國籍的高層分別保管,三人同時到場才能取出「大K」。

每隔40年,「大K」都會被取出一次接受清潔和檢查,迄今共「面世」過4次。即便科學家們已經儘可能做到小心翼翼,但歷經滄桑的「大K」還是發生了細微變化:一會因為空氣汙染而「變胖」,一會又因為氧化而「變瘦」,誤差以微克來算就顯得比較大了,可達1-2顆塵埃的重量。

科學家給「大K」稱體重

因此,更新定義的建議被提上了日程。美聯社稱,11月16日的新一屆國際計量大會上,科學家們準備讓「大K」卸任,以量子力學中用於計算光子能量的普朗克常數作為新標準,並使用最精確的瓦特天平(Watt Balance)重新定義「千克」。

其原理,是將移動質量1千克物體所需機械力,換算成可用普朗克常數表達的電磁力,再通過質能轉換公式算出質量,精度可達3.4×10^-8,比起「大K」穩定了至少1百萬倍。

國際計量局局長馬丁·米爾頓(Martin Milton)在接受採訪時表示,重新定義千克將是一個值得慶祝的時刻,意味著所有國際標準單位都被新的創意所取代。對於日益發展的計算、製造、製藥、氣候變化研究等精密科學領域來說,把計量單位精確到微克是十分必要的。

不過米爾頓說,他們並不會把退休的「大K」丟棄,而會繼續將它保存在原址,觀察它幾十年後還會有什麼變化。

米爾頓手捧「大K」

與此同時,這屆大會也準備採用物理常數重新定義電流單位「安培」、溫度單位「開爾文」和物質的量的單位「摩爾」。加上「千克」,上述幾個新定義預計會在明年上半年正式生效。

報導還介紹,千克是國際單位制7個基本單位中,最後一個仍以實物作為基準的單位。比如,1983年,長度單位「米」改用真空中的光在一秒內行進距離作定義,即光秒,1光秒等於299792458米;1967年,時間單位「秒」正式採用銫133原子的電磁波周期相關數值,1秒為該原子基態在兩個超精細能階之間躍遷時,所輻射的電磁波的周期的9192631770倍的時間。

科學界這麼重大的事,一些同學的評論,畫風果然不出所料。↓

所以,以後去菜市場買土豆,會短斤缺兩嗎?身上的肉肉到底會變多變少呢?

答案當然是否定的。

去年,清華大學青年科學家李世松博士曾向《科技日報》解釋,因「千克」重新定義仍以現有千克量值為標準,兩者可實現無縫連接,兩種定義下的質量單位量值能保證連續性。所以,重新定義並不會對我們的日常生活造成影響。


所以,記住博士最後一句就好了。

來源:環球網(ID:huanqiu-com)綜合觀察者網 陸雨聆、微博

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