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相信不少人曾经有过“宇宙中最XXX的是什么?”这种疑问。5月20日,德国慕尼黑博物馆的一次公开展示,解开了这些难题的其中之一——“宇宙中最圆物体是什么?”它当然是个球了,由德国国家气象研究所的硅元素制成的一颗看起来五黑通透的球体,直径正好为9.37厘米,重量为1.000045904kg±0 000055克,将正式取代国际千克原器,成为新的计量标准。

宇宙中最圆的物体,宇宙中最圆的物体是什么,宇宙最圆物体

其实早在数年前,澳大利亚精确光学中心就受澳大利亚英联邦科学和工业研究组织委托,打造了两个质量1千克的完美硅球,期望取代现在放在法国巴黎的铂依合金圆柱体,成为新的国际千克原器。这两个直径为93.75毫米的球体,粗糙度仅0.3纳米,相当于把它放大到地球大小后,表面上只有12至15毫米高的小起伏。值得一提的是,这东西实在光滑得令人发指,两个人互相传递,一不小心就会掉地上,几百万美元就泡汤了。

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国际千克原器

国际千克原器(International prototype kilogram,简称IPK),又被称为“一千克标准物”,是指1889年经国际计量大会批准,作为千克单位标准物的砝码。该砝码由具有较强抗氧化性的Pt-10Ir铂铱合金(90%铂与10%铱)制成,直径与高度均为39.17毫米,现在同六个复制品一道被保存在法国巴黎的国际计量局总部,另有官方复制品被送往世界各国,作为千克原器使用,这些复制品每隔一段时间便需要被送回法国与国际千克原器进行比较,以修正因损耗而带来的误差。

2013年1月,德国《计量学》杂志刊载研究报告称,作为标准质量单位的国际千克原器因表面遭污染而增重50微克。据估计,未来的质量单位普朗克常量推算得出,国际千克原器也将逐渐被取代。

2018年11月16日,在新一届国际计量大会上,科学家们通过投票,正式让国际千克原器退役,改以普朗克常数(符号是 h)作为新标准来重新定义“千克”。新标准将于2019年5月20日实施。

重新定义提出

佐治亚理工学院物理学分校的名誉退休教授罗纳德·福克斯提议从今以后克(一千分之一千克)将被严格地定义成18×14074481个碳-12原子的重量。至少有两个重新定义千克的其他提议正在讨论中。它们包括:1`用纯硅原子球体取代铂金和铱混合圆柱体。2`利用已知的“瓦特天平”装置,并利用电磁能定义千克。

他们如今在寻找非实物的方式来定义千克。千克与另外6个基本单位构成了国际单位制。

其他单位还有米、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉,它们如今全都不以实物参考物为依据。

试验重点在于建立质量与普朗克常数之间的关系,以提供千克的新定义。普朗克常数是量子物理学中的基本计量单位。

国际计量局科学家迈克尔·斯托克说,被称作“国际千克原器”的金属块的使用寿命即将终结。他还表示:“我们的试验正在向前推进,但是使用千克的新定义还为时过早。

责任编辑:杨林宇

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