「萬象」不明覺厲!一千克到底有多重?

“1千克”到底有多重?我猜你並不清楚!

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”。

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130年來,“大K”一直被藏在巴黎地下。來源:美聯社

報道稱,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。

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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。

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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。

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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。

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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。

報道還介紹,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原子的電磁波週期相關數值,1秒為該原子基態在兩個超精細能階之間躍遷時,所輻射的電磁波的週期的9192631770倍的時間。

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科學界這麼重大的事,一些同學的評論

畫風果然不出所料

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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。

素材來源 |中國青年報

編 輯 |年 晶


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