草根影響力新視野  譯者：董曉汾

如果您熟悉基本的度量轉換，就會知道2.2磅相當於1公斤。但是一公斤有多重？如何定義像計量單位這樣抽象的概念呢？自1875年以來，國際標準已經對千克進行了精確的定義，原型就是由90%鉑和10%銥的合金製成的柱狀體，鎖在巴黎城外的一個環境監管庫。每40年將其取出與世界各地的仿製品進行比較，進而成為世界各地仿製重量計量的模型。

該系統是在19世紀晚期是適用的。但是今天藥品生產、化學、天體物理學以及其他方面等都需要準確的測量，這種計量將不能夠滿足需要。而且還有一個問題，近一個半世紀以來，它的重量在增加，最有可能室由於污染物逐漸在其表面積累。

這就是為什麼國際度量衡委員會的管理機構控制一公斤的具體標準，感興趣於從物理標準轉向一些基本的自然標準，科學家可以基於這些東西在實驗室複製整個星球。

美國政府國家標準與技術研究院(NIST) 的研究人員說，他們在解決這個問題上已經取得了一個突破。使用一個稱為NIST-4的新機器，為普朗克常數確定了更準確的數值，是一個極小的數字（也是一個基本的物理量），用於量子物理中計算通過單個光子的能量。

普朗克常數也可用于定義千克，因為它也是一個基本常量——不會在我們的宇宙中改變，並且科學家可以進行實驗，以確定它是什麼。我們可以固定這個單位並且向自然提出疑問，“使用這些單位基本常量的數值是什麼，”NIST物理學家斯蒂芬在一封電子郵件中問到。否則，我們可以固定數值並使用實驗來確定單位的大小。”

為了更準確計算普朗克常數，NIST的研究人員使用一個稱為吊桶平衡的設備，是由發明它的英國物理學家命名的。Schlamminger說，“設備比較了電力和機械的力量。”電力是由瓦特來衡量，機械功率是由力乘以速度得到。在這個平衡中力量是重量品質的標準，電力可以通過兩次頻率和普朗克常數的乘積測量求得。這是兩個量子力學效應所需要做的，被用來測量電壓和電阻。因此，單位質量可以與普朗克常數相關聯。

NIST的科學家們在2016年出版的測量普朗克常數的不確定性，僅為十億分之三十四，已經相當精確。但他們不斷嘗試，現在他們已經有了幾年的資料，他們在進一步精確這個數字。NIST新測量的普朗克常數只有十億分之十三的不確定性。

NIST的研究人員是眾多的科學團隊的國家之一，從加拿大到韓國人都競相拿出了普朗克常數的最精確的值。一些也執行吊桶平衡實驗，而另一些則使用x射線晶體密度方法。

NIST物理學家指出，有可能進一步減少普朗克常數的不確定性，降到十億分之十一。但是他們希望這個數字可以充分的定義千克。

 

網址：http://science.howstuffworks.com/nist-redefine-kilogram-plancks-constant-2017.htm