为科技界服役130年 国际千克原器可能要退休了(2)
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千克用千克原器定义后，千克原器就被保存在国际计量局，用三层玻璃钟罩保护，最外一层抽成半真空，以防止空气和杂质进入。在为科技界服役的130年内，为保证千克原器的绝对安全，原器被保存在国际计量局的一个保险箱内，保险箱必须由三把钥匙同时打开。这三把钥匙分别保存在国际计量局局长、国际计量委员会主席和法国国家档案馆馆长手中。 千克采用国际千克原器定义后，有个问题计量学家们十分关心：这样的定义到底有多稳定？会随着时间的推移发生漂移吗？ 应该说，这个问题在定义质量单位千克之初就被提了出来，例证是，在1889年进行千克定义时，国际计量局就制作了7个铂铱合金千克砝码，其中的一个，即国际千克原器，用于质量单位千克的定义，而其他6个采用同种材料、同种工艺制作的砝码，则作为副基准，用于检查彼此之间是否存在随时间变化的漂移。 “根据国际计量局的官方数据，在1889—2014年的100多年间，其他千克原器与国际千克原器在质量一致性上发生了约50微克的变化。这表明质量单位的实物基准的稳定性存在问题，虽然50微克的变化听起来很小，但对一些高精尖产业来讲影响却很大。”王健说。 他表示，如果使用基本物理常数取代千克实物基准，质量单位的稳定性就不会受到空间和时间的影响。因此，国际计量委员会于2005年起草了关于采用基本物理常数定义部分国际单位制基本单位的框架草案，建议采用普朗克常数定义质量单位千克，并鼓励有能力的国家级实验室开展相关科研工作。 “在重新定义千克的过程中最关键的是普朗克常数的精密测量，现在测量的精准度已经达到了重新定义质量单位千克的要求。”王健强调。 国际单位制溯源体系彻底改变 在李世松看来，本次国际单位制基本单位的重新定义，是一个具有里程碑意义的事件。“这是我们人类在基本单位体系中首次彻底摆脱了实物基准，将所有基本单位的定义推向‘量子化’的关键一步。”李世松说。 本次国际单位制修订，从表面而言，人们并不会看到太大变化。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，使房子变得更耐久了。 李世松认为，本次基本单位修订最重要的影响在于使国际计量体系以及未来的检定和校准工作等发生改变。基于自然物理常数定义的国际单位制基本单位本征具有的开放性，将允许任何实验室或个人建立直接进行国际单位制溯源的测量和校准装置。 “在国家层面，我们如果能建立我国自己的基本单位复现装置，就不用再定期到国际计量局去进行校准。在区域层面，我们国家如果能建立起国际公认的高准确性基本单位的复现装置，就能够为其他国家提供校准服务。”李世松说，“而对国际计量局而言，未来最重要的使命，除了发展自己的基本单位量值复现装置外，还会更加注重组织不同国家参与的国际比对，以确保国际单位制基本单位量值在全世界范围内具有一致性。” “国际单位制基本单位重新定义以后，量子基准将取代实物基准，基本单位可实现独立复现、不再依赖于国际计量局。这将彻底改变世界计量格局——未来，国际计量局将不再是世界量值的唯一源头，主要发达国家和新兴发展中国家计量院将成为国际计量‘多中心’格局的主体。”国际计量委员会委员、中国计量科学研究院党委书记兼副院长段宇宁表示。 相关链接 1.国际单位制7个基本单位是什么 国际单位制中7个基本单位包括千克（kg）、米（m）、秒（s）、安培（A）、开尔文（K）、摩尔（mol）和坎德拉（cd），分别表示质量、长度、时间、电流、温度、物质的量、发光强度的单位。 |
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