2018年计量国际单位制 将被重新定义
2017-11-02 08:43:00 来源:科技日报 作者:刘莉2017-11-02 来源:科技日报 作者:刘莉

 

戴新华正在操作自主研制的高灵敏度质谱仪

 

第十届全球绝对重力仪国际比对现场

本文图片由受访者提供

  “1米”到底是多长?这个看似简单的问题,真要回答清楚并不容易。它的背后藏着计量科学的一次次进步。

  1960年之前,“1米”被定义为地球一周的四千万分之一,位于法国巴黎的国际计量局里一根“稳定”的金属铸成的“米”的基准原器就是全世界最准的“1米”。1960年,“米”被定义为质子数为86的氪原子能级跃迁时辐射波长的倍数。1983年,“1米”再次被重新定义为“光在真空中3亿分之一秒所走的距离”。一次次的变化,目的只有一个,让这个长度单位越来越准。

  近日,十九大代表、中国计量科学研究院科技管理部副主任戴新华告诉科技日报记者,2018年,7个基本计量单位将全面实现国际单位制的重新定义。又一次的变化意味着什么?

  生活中无处不在的计量 

  说起来陌生的“计量”其实离我们并不远。描述和量化大千世界、芸芸众生都是由包括时间的秒、长度的米、重量的千克、电流的安培等7个基本计量单位来完成的。过去他们都以实物的形式进行定义,比如前面说到的“米”,都是靠实物的基准原器来校准,这种方式自计量单位诞生之日起一直延续到了1967年,原子时的诞生开启了计量量子化的全新时代。

  如今的时间校准可以被植入芯片,让你通过网络在世界任何角落获取最准确的时间。或许有一天,不仅仅时间,包括长度、电流、温度等等,各个我们日常生产生活中所必须准确的量值,都可以通过互联网来进行校准,实现无处不在的最佳测量,让人们认识自然、利用自然的能力得到飞跃。“2018年国际计量单位制重新定义将给这种变化提供可能。”戴新华说。

  “时间”最早迈进量子时代 

  据了解,作为国际计量单位制的基础、核心和关键,时间频率基准率先完成量子化变革,1967年10月13日,第13届国际计量大会通过决议,采用基于原子跃迁的“原子秒”取代“天文秒”进行秒的定义,这标志着国际单位制计量从实物时代向量子时代的迈进。

  原子时诞生50年来,不仅时间频率的测量准确度跃升1000万倍,成为目前测得最准的物理量,还直接支撑了卫星导航定位产业的发展。正是基于时间定义的量子化变革,实现了卫星导航定位,其精度更是达到了厘米级别,成就了数万亿美元的卫星导航定位产品与服务市场。

  为国际计量标准贡献“中国力量” 

  “截至目前,我们获得国际互认的校准与测量能力(CMC)达1517项,排名位居亚洲第一、世界第四。”说起我国计量科学的研究水平,戴新华很骄傲,这些年我国计量研究总体科研实力逐渐由“跟跑”转向“并跑”,部分成果在国际上处于领先地位。

  在一些重要单位的测量中,我国自主研制的装置、方法,越来越多的受到国际认可,为国际计量标准的进步贡献着“中国力量”。例如,温度单位的重新定义,起决定作用的是玻尔兹曼常数的准确定值,我国研发了两种独立方法,测量值均获最佳结果,并被codata数据库收录;元素周期表63种多同位素元素中已有10种元素的同位素组成和原子量国际标准值采用了我国的测量结果,标志着我国同位素测量水平已处于国际领先行列;时间频率测量方面,我国自主研制的NIM5喷泉钟成为国际计量局认可的基准钟之一,与法、美、德、英、意、俄6国一起,参与驾驭国际原子时;自主研制的高灵敏度质谱仪,通过气相离子富集精密操控技术的突破创新,灵敏度提高1000倍;自主研制的绝对重力仪,测量灵敏度可达0.1微伽,测量能力处于世界前列,并成功主导了第十届全球绝对重力仪的国际比对。

  (本版图片除标注外来源于网络)

 

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