明年質量基本單位將重新定義美國公佈普朗克常數最精確測量結果

用來量度普朗克常數的瓦特天平
美國國家標準技術研究所(National Institute of Standards and Technology,簡稱 NIST)公佈,研究人員斯蒂芬·史蘭明格(Stephan Schlamminger)團隊公佈測得的普朗克常數(Planck constant )是至今為止最精確數值,並趕在國際度量衡委員會(CIPM)規定今年7月1日的最後期限之前,向《度量學》期刊提交了這一重要結果。 CIPM計劃在2018年11月召開大會,對質量單位千克進行重新定義,改用普朗克常數測量值為基準。

在國際單位制的七個基本單位中,只有質量單位千克用實際物體定義,其他單位都是以自然常數定義。定義千克的實物,是一塊用90%鉑和10%銥打造的標準砝碼,即存放在法國國際標準局保險箱內的國際千克原器(IPK)。但這種實物基準容易受環境影響,法國的IPK過去一百多年來增重了五十微克,導致與質量有關的測量出現偏差,已經不能滿足現代高精尖科技發展的需求。

國際度量衡委員會因此決定,將在2018年改用普朗克常數為基準,重新定義質量單位,從而將所有基本單位都改用自然界基本常數來定義。按規定,在今年7月1日之前,必須有4家機構向國際科技數據委員會(CODATA)提交普朗克常數測量值,且其中一種的測量精確度要達到2×10^-8,另三種的測量精確度要達到5×10^-8。

而這次,美國技術標準局利用瓦特天平測量儀,將普朗克常數的測量精度從去年的3.4×10^-8提高到1.3×10^-8,來自加拿大國家研究院的另一個瓦特天平的測量結果以及另兩個以其他方法進行測量的結果,精確度都符合國際度量衡委員會的要求。

【圖:美國國家標準技術研究所;文:節錄自科學網頁;新聞訊息由林景明提供】

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