重新定義“千克”這件事 中國計(jì)量大學(xué)校友參與其中

　　國際計(jì)量局（BIPM）功率天平課題組，左二為方浩

　　這幾天，大家都在討論第26屆國際度量衡大會(huì)重新定義“千克”這件新鮮事。包括“千克”在內(nèi)4項(xiàng)基本單位的新標(biāo)準(zhǔn)體系將于2019年5月20日（世界計(jì)量日）起正式生效。

　　在開發(fā)區(qū)，中國計(jì)量大學(xué)傳來消息，學(xué)校1988級(jí)校友、國際計(jì)量局物理學(xué)家方浩博士參與了重新定義千克的工作。

　　1992年，方浩從學(xué)校光學(xué)計(jì)量測(cè)試專業(yè)畢業(yè)。先后獲得法國杜埃礦業(yè)學(xué)院工程師學(xué)位、法國國立科學(xué)技術(shù)與管理學(xué)院（CNAM）物理系統(tǒng)與計(jì)量學(xué)碩士學(xué)位、法國國立科學(xué)技術(shù)與管理學(xué)院（CNAM）計(jì)量與儀表科學(xué)博士學(xué)位。在校期間，方浩除了上課，大部分時(shí)間都耗在實(shí)驗(yàn)室里搞測(cè)量研究。功夫不負(fù)有心人，臨近博士畢業(yè)時(shí)，她帶著自己的研究成果去國際計(jì)量局作報(bào)告，獲得專家一致認(rèn)可，并邀請(qǐng)她成為國際計(jì)量局的一員。

　　1999年1月，進(jìn)入國際計(jì)量局后，這位學(xué)霸在計(jì)量尖端領(lǐng)域的探索更加如魚得水。她提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊型的用于測(cè)定空氣折射率和空氣密度的折射計(jì)；進(jìn)行了多項(xiàng)研究來完善空氣密度的知識(shí)，以此來計(jì)算在空氣中進(jìn)行質(zhì)量比較時(shí)的空氣浮力修正；利用重力法和橢偏法研究了水蒸汽吸附對(duì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的影響；參與了國際計(jì)量局用于精確校準(zhǔn)露點(diǎn)計(jì)量器或濕度傳感器的濕度發(fā)生器的建設(shè)、改進(jìn)、特性描述工作。

　　2005年，方浩接到了給“千克”改定義這項(xiàng)極具挑戰(zhàn)也頗有意思的任務(wù)。“包括‘千克’在內(nèi)，大部分計(jì)量單位一開始都是和具體的物體聯(lián)系在一起的，即以一樣物體為標(biāo)準(zhǔn)，但物體的性狀容易發(fā)生改變，不夠精確，所以現(xiàn)在要做的就是用介子等自然常數(shù)來定義‘千克’。”近年來，借助基布爾秤和多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)千克原器，5個(gè)國家的國家計(jì)量實(shí)驗(yàn)室共同確定了普朗克常數(shù)的準(zhǔn)確數(shù)值，讓重新定義千克成為可能。中國科學(xué)家方浩、李世松在BIPM基布爾秤團(tuán)隊(duì)參與了這一項(xiàng)目?！　?　　　　 本報(bào)記者 朱燕

　　通訊員 顧佳雋

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　　新國際單位體系采用物理常數(shù)重新定義質(zhì)量單位“千克”、電流單位“安培”、溫度單位“開爾文”和物質(zhì)的量單位“摩爾”。其中最受關(guān)注的“千克”定義，以量子力學(xué)中普朗克常數(shù)為基準(zhǔn)，其原理是將移動(dòng)質(zhì)量1千克物體所需機(jī)械力換算成可用普朗克常數(shù)表達(dá)的電磁力，再通過質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式算出質(zhì)量。

　　此前近130年來，“1千克”這一質(zhì)量單位由一個(gè)直徑和高度同約為39毫米的鉑銥合金圓柱體定義，即“國際千克原器”，外號(hào)“大K”。“大K”原器保存在巴黎西郊一間地下儲(chǔ)藏室內(nèi)，其質(zhì)量受空氣污染和氧化等因素影響出現(xiàn)細(xì)微變化，已難以適應(yīng)現(xiàn)代精密測(cè)量要求。因此科學(xué)界一直想用一種基于物理常數(shù)的定義來取代。

　　國際計(jì)量大會(huì)近幾十年已先后修改多個(gè)基本計(jì)量單位的定義。

　　國際單位制是全球一致認(rèn)可的測(cè)量體系，包括7個(gè)基本單位，分別是長度單位“米”、質(zhì)量單位“千克”、時(shí)間單位“秒”、電流強(qiáng)度單位“安培”、熱力學(xué)溫度單位“開爾文”、物質(zhì)的量單位“摩爾”和發(fā)光強(qiáng)度單位“坎德拉”。