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用宇宙常量重新定义千克-【新闻】

发布时间:2021-05-24 10:34:04 阅读: 来源:链缝机厂家

用宇宙常量重新定义千克

克利钦在演讲。 俞陶然 摄

昨天,上海科协大讲坛对话诺奖大师一米究竟有多长在科学会堂举行,1985年诺贝尔物理奖获得者、德国马普学会固体物理研究所所长克劳斯冯克利钦为大学生听众做了精彩演讲。米、千克这些日常生活中使用的单位,在克利钦看来都极富科学含量,需要科研人员孜孜以求地探索,方能得到其定义。

国际单位制由国际计量大会采纳和推荐,包含7个严格定义的基本单位:米(长度)、千克(质量)、秒(时间)、安培(电流)、开尔文(热力学温度)、摩尔(物质的量)和坎德拉(发光强度)。演讲中,克利钦重点介绍了米的定义变迁。1789年法国大革命胜利后,法国科学院提出一套新的十进制度量衡制度,以地球子午线的4000万分之一作为标准单位,命名为米。1799年,法国科研团队根据测量结果制成一根铂质原器铂杆,将此杆两端之间的距离定义为1米。然而,实物定义是不可靠的,随着科学的发展,国际计量大会最终将1米定义为:光在真空中行进1/299792458秒的距离。光速是一个宇宙常量,用它来定义单位,最为可靠。

克利钦获得诺贝尔奖的成果,与千克定义有关。目前,千克是一个仍然使用人工制品作定义的国际单位,1千克的定义就是国际千克原器的质量,这个原器存放在位于巴黎的国际计量局的保险柜里。能否用更靠谱的宇宙常量来定义千克?克利钦发现的量子霍尔效应给出了肯定回答。霍尔效应是指当固体导体放置在一个磁场内,且有电流通过时,导体内的电荷载子受到洛伦兹力后偏向一边,继而产生电压的现象。作为霍尔效应的量子力学版本,量子霍尔效应让人们重新认识电阻,从1990年起,电阻单位欧姆的定义改由量子霍尔效应确定。克利钦指出,千克的定义也可以由量子霍尔效应确定,因为量子力学中的宇宙常量普朗克常数与质量有一一对应关系。

2018年,国际计量大会将重新审定除米以外的另6个基本单位的定义。希望能用宇宙常量重新定义千克,使这个质量单位更精准。

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